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1 損傷描述及損傷機(jī)理

與堿溶液接觸的設(shè)備和管道表面發(fā)生的應(yīng)力腐蝕開裂，多出現(xiàn)在未進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理的焊縫附近，它可在幾小時或幾天內(nèi)穿透整個設(shè)備或管線的壁厚。

碳鋼在高溫下與水蒸氣產(chǎn)生如下的化學(xué)反應(yīng)：

在這個反應(yīng)中，如存在氫氧化鈉，可起催化作用，反應(yīng)生成的四氧化三鐵

Fe3O4覆蓋在鋼材表面，形成一層保護(hù)膜。局部拉伸應(yīng)力過高時會破壞保護(hù)膜，在金屬表面形成最初的腐蝕裂紋。氫氧化鈉可在裂紋中富集，形成電偶腐蝕。裂紋尖端區(qū)域為陽極，裂紋周圍的保護(hù)層為陰極，形成小陽極大陰極的

結(jié)構(gòu)，加上拉伸應(yīng)力的作用，使裂紋迅速擴(kuò)展，最終發(fā)生斷裂。

2 損傷形態(tài)

a）堿應(yīng)力腐蝕開裂通常出現(xiàn)在靠近焊縫的母材上，沿著與焊縫平行的方向擴(kuò)展，也可能出現(xiàn)在焊縫和熱影響區(qū)；

b）堿應(yīng)力腐蝕開裂裂紋細(xì)小，多呈蜘蛛網(wǎng)狀，起源于有局部應(yīng)力集中的焊接缺陷處；

c）碳鋼和低合金鋼的開裂主要呈沿晶擴(kuò)展，裂紋內(nèi)常充滿氧化物；

d）300系列不銹鋼的開裂主要呈穿晶型擴(kuò)展，和氯化物應(yīng)力腐蝕開裂裂紋形貌相似，難以區(qū)分。

3 受影響的材料

碳鋼、低合金鋼、300系列不銹鋼較為敏感。鎳基合金耐堿應(yīng)力腐蝕開裂能力較強(qiáng)。

4 主要影響因素

a）濃度：堿濃度超過5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時開裂就可能發(fā)生，隨堿濃度升高，開裂敏感性升高。存在介質(zhì)濃縮條件時（如：干濕交替、局部加熱或高溫蒸汽吹掃等），堿濃度達(dá)到50×10-6~100×10-6時就足以引發(fā)開裂。

b）溫度：隨溫度繼續(xù)升高，開裂敏感性增高。

c）殘余應(yīng)力：焊接或冷加工（如彎曲和成型）殘余應(yīng)力均可成為開裂的應(yīng)力條件，通常應(yīng)力要達(dá)到屈服應(yīng)力時開裂才會發(fā)生。

d）伴熱：工廠經(jīng)驗表明有伴熱的管線，或未經(jīng)焊后熱處理的碳鋼管道和設(shè)備蒸汽吹掃時開裂可能性較高。

5 易發(fā)生的裝置或設(shè)備

a）苛性堿處理的設(shè)備和管線，包括脫硫化氫和脫硫醇裝置，以及硫酸烷基化和氫氟酸烷基化裝置中使用的堿中和設(shè)備。常減壓裝置的常壓塔進(jìn)料有時注入苛性堿來控制氯化物含量。

b）伴熱設(shè)置不合理的設(shè)備和管線，以及加熱盤管和其他傳熱設(shè)備可能發(fā)生開裂。

c）在苛性堿環(huán)境中使用，然后進(jìn)行蒸汽吹掃的設(shè)備。

d）鍋爐中鍋爐給水過熱，使鍋爐管局部出現(xiàn)干濕交替，產(chǎn)生堿液濃縮的部位。

e）乙烯裂解裝置中裂解與急冷系統(tǒng)：急冷水塔釜的急冷水回流流程，包括急冷水塔釜及相連管道；工藝水汽提塔塔釜工藝水部分回流、部分去稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的流程，包括工藝水汽提塔釜、蒸汽發(fā)生器底部、凝液分離罐底部、熱交換器管程及流程中的管道。

6 主要預(yù)防措施

a）合理選材；

b）消應(yīng)力熱處理；

c）未消應(yīng)力熱處理的碳鋼管線和設(shè)備，不能直接進(jìn)行蒸汽吹掃，應(yīng)在蒸汽吹掃前水洗，如無法水洗就只能用低壓蒸汽進(jìn)行短時間吹掃；

d）常減壓裝置的高溫原油預(yù)熱流程的注堿系統(tǒng)，可通過優(yōu)化設(shè)計，以及合理進(jìn)行注入操作使堿與原油在到達(dá)預(yù)熱段前充分混合；

e）盡可能不設(shè)伴熱線，如設(shè)伴熱線也不能間歇使用。

7 檢測或監(jiān)測方法

a）目視檢測、磁粉檢測、射線成像檢測、渦流檢測或漏磁檢測等技術(shù)均可用以檢測裂紋，檢測前應(yīng)對檢測表面先進(jìn)行清理；

b）裂紋中多充滿積垢，不宜采用滲透檢測；

c）可用超聲波端點(diǎn)衍射技術(shù)等技術(shù)測量裂紋自身高度；

d）可用聲發(fā)射檢測技術(shù)監(jiān)測裂紋是否會擴(kuò)展。

8相關(guān)或伴隨的其他損傷

堿應(yīng)力腐蝕開裂、連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。

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