石油储罐腐蚀破坏原因分析.pdfVIP

应 用 科 技 总第67期 Y[NGYONG KEfr I 1年第4期 石油储罐腐蚀破坏原因分析 马玲俊 高洪斌 刘瑞堂 王乃 良 (皓尔滨船舶工程学院) (大庆炼滴厂) [摘要] 本文分析 了A3钢制石油储罐的破坏碌固。结果表明，麦 效属湿硫化氢 介质 中的氢请发开 裂，主要失藏表现为铜褪表面脱碳，点蚀和晶 问应 力腐蚀。 讨论 了应力对薄蚀形态a．-g@~t的影响。还对容器钢板 固氢损 伤导致 的弹性模量 和 塑-l生韧 损 伤进行 r评述 。 [关键词] 储罐’ 寓蚀 ，硫化氩 0 引 言 大庆炼油厂308储罐采用 5illill厚A3钢板焊成，直径 12m，高10m．白1987年 6月开 始赌装裂化生成油 (中间产品)，在通常工作状态下，容器内油深 4～ 6ffJ， 工作温度为 RT~s0~C范围。工作不久后即出现内壁腐蚀。1987年lO月在焊缝附近发现多处渗 漏，状 若汗迹，渗液挥发后留下淡黄有斑垢。继续工作至1988年 5月，在容器下部沿垂向焊缝近 缝区发生突发性开裂，裂 口长选75cm，造成大量石油泄漏。破坏时，容器内油深约 6m。 在炼油生产系统中，此类储罐应用较多，此娄破坏发展快，损失大，对安垒生 产构 成 威 胁，查明此类破坏原因，制订必要的防护措施是有普遍意义的。本文报告失效分析的主要 实验结果。 l 主要试验结果 1，1裂纹与断 口分析 ’ 主裂 口格竖焊缝近缝区发展，距熔台线约2～ 4ffliII， 附近无明显鼓胀及塑性变形痕 迹 。 对未开裂但已渗漏的钢板进行着色探伤发现有大量与焊缝垂直的水平方向裂 纹，部 分已穿透壁厚，在内壁表面裂纹长约10~15iII~I，外壁表面长约3～ 5miTi，焊缝 附近 的 渗漏系由这些穿透裂纹 l起 由渗漏处切取样品，在低温下剖开，显示裂纹表面，裂纹前沿呈不对称指 甲状，可知 裂纹向焊缝方面扩展较快。在渗漏较严重处，还发现少量平行于焊缝的裂坟，尺寸约1O～ 3Omm，这些裂纹与主裂纹具有相 同性质，只是尺寸尚小，来及发展成大型裂纹。 穿透裂纹断 口表面垒部为暗褐色腐蚀产物覆盖，断 口形貌如图1(n)I对腐蚀产物进 本文于l900年10月 9日收到 · 5O · 行能谱分析，其中含l8 s，表明产物中主要含FeS，可知介质中的S在腐蚀中起了重要作 用J断 口清洗后的扫描电镜形貌如图 1(b)，呈典型沿晶断日特征。 匿 l 断 口卅{貌 (Ⅱ) 清洗前 (6) 清洗后 1．2金相分析 母材钢板非金属夹杂物含量较高，按YB25一 9估计，钢 中MnS夹杂平均达 s级。 容器钢 板内壁明显脱碳，深度达0．3tI1tI1左右j内壁普遍存在点腐蚀，焊缝附近 尤 为 严重，某形态表现为不同深度的蚀坑，甚者达O．4m 近缝区普遍存在晶问腐蚀 及 由晶 间腐蚀发展的裂纹，如图 2所示 ·裂纹沿与焊缝垂直的方 向，即与残余拉应力垂直的方 向 扩展，具有明显的方向性，据此可判断该腐蚀属晶间应力腐蚀[1] 裂垃截面形态具 有分 支状和直线状二种。如图3所示，具有应力腐蚀特征和低强度钢氢脆特征 点腐蚀对晶闻 腐蚀有促进作用，图4(。)为钢板表面上 由点蚀诱发的晶间腐蚀，(6)为钢板截面上由蚀 坑开始的沿晶裂纹。 图 2 晶 问压 力腐蚀裂纹 从焊缝的检查发现很多焊缝缺陷，咬边甚多，溧者达 1mm左右，焊缝截面上普遍存 在束焊透，熔深约 211~I2q，有的裂纹起始于咬边 1一 应力分析 在正常工作状态下，容器的工作应力和残余应力对腐蚀和断裂均右贡献。工作应力按 51 · 薄膜解和弯曲解相迭加计算