20＃碳素钢管的碱脆与防护措施.pdf

20#碳素钢管的碱脆和防护措施 南京炼油厂机动处 黄鑫徐平黎利明 南京炼油厂研究院 宋洪建徐宁 本文结合实例对20*碳钢管的失效原因、机理进行7较深入地分析，并提出j相应的 绪护措施。 关键词：碳素钢蒸汽管道碱脆来焊透应力腐蚀 应力腐蚀断裂是一种危险性很大的失效形 东侧，52—53管墩之间的一根低压蒸汽管线 式。这是由于它是完全脆性的，在裂纹缓慢伸 (材质为204碳索钢)，在使用一个月后，于1998 展过程中不表现任何其他的宏观症候，一旦达 年12月24日突然发生对接焊缝开裂。当时管 到瞬断截面立即快速断裂，往往造成灾难性的 内操作介质为蒸汽，温度为250℃、压力 事故。另一方面由于我们对发生应力腐蚀的金 o．7MPa。该管线1993年施工，竣工后只断断续 属一应力一介质的配合关系，了解得还不够清 续地使用了约一个月，大多数时间处在停用状 楚，给事故的预防带来了一定的难度。 态，直到1998年11月才正式投用。 下面以炼油厂低压蒸汽管线对接焊缝应力 2宏观检查 腐蚀开裂事故为例，对204碳素钢管碱脆的机 理及防护措旋加以分析和讨论。 照片2内表面可见由于焊口未打坡日， 照片1焊缝开裂形怂 导致束焊透而留下的缝隙，白色为碱结晶状态 经打开保温检查发现，裂纹非常明显，位 1概述 于焊缝中央．裂纹长度已占整圈的1／4，开裂的 位于南京炼油厂3号路西侧、瓦斯压缩站 中心位于管子的最低端。裂纹边缘有类似碱的 二 ·96· 淫 白色固体结晶。现场用PH试纸试验裂缝处渗 取裂纹尖端打开，进行扫描电镜分析。× 漏出的冷凝液，呈强碱性。对开裂附近碳钢管 2000下可见沿晶界断裂，腐蚀产物堆积(见照 壁测厚10．8ram，无明显减薄。取样后发现，焊片4)。 口没有打坡口，错边最深处到5ram，未焊透，管 对腐蚀产物进行能谱分析(随机取A、B两 内留下缝隙。(见照片1、2)。 点)，见表l。从结果看．C1一、Na+的积累已达 到相当高的数值。 3检验分析结果 3．1硬度检测 母材：内表露144HB．外表面142HB 焊缝：内表面118～120HB，外表面139～ 142HB 3．2化学分析 母材：c=0．18％，焊缝C—o．07％，母材 与焊缝含碳量均在范围之内。 3．3裂纹金相分析(见照片3) 焊缝组织为正常铁素体+索氏体。裂纹有 树枝状分叉．具有穿晶+沿晶开裂的混合形态， 端部细尖。 照片3裂纹尖端细而长， 3．4扫描电镜分析 为沿品+芽晶混合氆裂纹400× 表t 元索 0 Na Al Si Cl Ca Tl Mn Fe