蒸汽加热器弯头对焊焊缝开裂失效分析.pdfVIP

维普资讯 第 34卷 第 1期 化 工 机 械 33 蒸汽加热器弯头对焊焊缝开裂失效分析 马小明 肖学锋 蒋利 军 (华南理工大学) (中石化广卅1分公司) 摘 要 利用光学显微镜、扫描 电镜、电子能谱仪等测试手段，从材料成分、微观组织、断 口形貌 以及腐 蚀产物成分等角度，分析 了蒸汽加热器弯头对焊焊缝开裂失效的原因—— 系统操作过程中碱液进入蒸 汽加热器所引起的应力腐蚀所致，同时提出了避免蒸汽加热器弯头对焊焊缝开裂失效的防护措施 关键词 失效分析 腐蚀 能谱 应力腐蚀开裂 中圈分类号 TQ051．5 文献标识码 B 文章编号 0254-6094(2007)0l-0033-04 某厂蒸汽加热器弯头对焊焊缝发生开裂泄 漏 。通过现场勘察，发现裂纹以环向为主，同时发 现裂缝周围管外有 肉眼可见结 晶碱粒，且裂缝全 部发生在焊接热影响区。管子材料为304不锈钢 (0Crl8Ni9)，规格为 西114mm ×7mm，加热器管内 介质为过热蒸汽，操作压力为 1MPa，过热蒸汽入 口温度为 270℃，出口为凝结水。套管式换热器 环形流道 的介质为焚烧气，入 口温度为 一50℃左 右 ，极端情况下可达到 一100℃，操作压力为0．04 — 0．05MPa。焚烧气系统正常情况下废气气体排 图1 现场切取的4个样品 量比较小 ，只有在刚开机或系统操作不稳定时，废 1．1．1 裂纹与断 口宏观分析 气的处理量才会增大。事故发生前一月，蒸汽加 获取的实验样品经处理后 ，用 目测和 XTLII 热器附近的碱洗塔操作发生液泛，碱液有可能排 体视显微镜观察裂纹形态。其中1、2、4号样品均 放到加热器系统 。 含有明显裂纹 (图2～4)，从管子横截面观察，裂 为了找出该加热器弯头对焊焊缝开裂失效的 纹均集中在焊缝附近 ，即在焊接热影响区内。同 原因，提出相应的防护措施 ，对其进行了取样 ，并 时注意到裂纹起源于管子内壁面，向管子外壁面 对样品进行了失效分析。 延伸，裂纹以环向裂纹为主，另外也存在轴向裂 1 实验与分析 纹。断 口在宏观上表现为深褐色 ，无光泽 ，断面较 1．1 裂纹宏观与显微形貌分析 平整，从体视显微照片上(图5、6)可以看出，断面 从设备上截取样品 (图1)后，首先将带有 上残留有大量的腐蚀产物，并伴有结晶状颗粒存 法兰的 1、2号样品裂纹外管瓣在车床上逐层车 在 ，断 口无明显翅性变形 (经对 比测量，厚度减薄 削，暴露 出含裂纹的内管节 ，分别切取裂纹 、金 量仅为0．4％左右，属于允许的偏差范 围内…)， 相等实验样品；然后对 3、4号直管段切取裂纹 且样品 1和3均出现二次裂纹，属脆性断 口，具备 与金相样 。 应力腐蚀断裂 特征。 马小明，男，1962年 6月生，副教授 。工业装备与控制工程学院副院长。广东省广州市 ，510640。 维普资讯 34 化 工 机 械 2007正 图5 裂纹的体视显微图像 ×80 图2 样品 I裂纹宏观 图像 图6 断 口的体视显微 图像 ×80