中石化沧州分公司焦化车间1Cr5Mo管道材质球化案例分析.doc

中石化沧州分公司焦化车间1Cr5Mo管道材质球化案例分析【关键词】压力管道；检验；材质 （一）情况概述 2010年7月2日，中石化沧州分公司焦化装置停车检修，检验机构对该装置压力管道进行了全面检验，检验过程中发现P—024管线材质存在球化现象。 该管道起始位置为焦化油炉F101辐射段，终止位置为设备C101四通阀处。设计压力为4.0MPa，设计温度为500℃，工作压力为2.2MPa。介质为焦化油，材质为1Cr5Mo，规格为219*10。1994年由中石化第四建设公司安装，1995年3月投入使用。 （二）检验与原因分析 测厚检查： 按《在用工业管道定期检验规程》规定，对直管段、三通、弯头位置按50%比例进行了测厚，测厚数值在11.5—13.3之间。未发现管道壁厚有异常情况。 硬度试验： 以上7处分别为弯头外侧和直管段焊缝热影响区（距焊缝20mm处），硬度值未超过HB200，检查未发现异常。 现场射线检查： 鉴于该管道设计压力和设计温度均达到GC1级压力管道，按《在用工业管道定期检验规程》第三十条（一）款注2规定：耐热钢管道抽查比例应为15%的2倍，采用?源对该管道进行了30%射线探伤，四个口底片均未有超标缺陷。 金相检查： 根据《在用工业管道定期检验规程》第四十五条第（三）款规定，材料的球化检验可依据《火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准》DL/T772要求进行。因此采用机械抛光方法，采用4%的硝酸酒精溶液浸蚀，检查面选择管道外弯、弯头外弯正面部位进行现场金相仪检验。得到实际图片，金相图片如下： 珠光体球化过程是钢中原来呈片层状的渗碳体（见正常珠光体图），在高温长期作用下，逐步转变成球状，球化后的碳化物继续增大自己的尺寸，使小直径的球状变成大直径的球状。由珠光体球化机理可以看出，珠光体球化过程不是瞬间完成的，而是需要经过一个珠光体中的碳化物分散、聚集、成球的过程。该合金钢原始组织是由铁素体和片层珠光体组成，在高温环境下运行一段时间后，片层状的珠光体中的碳化物会慢慢分散。随着时间推移，珠光体中分散的碳化物变成球状物，然后球状物慢慢变大后，片层状珠光体明显消失，最终变成球化组织。 图1图片分析，珠光体碳化物已开始分散，碳化物逐渐成小球状，但仍保持原有区域形态。通过与DL/T773—2001《火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准》中轻度球化程度相同，球化级别应为2级。 图2图片分析，珠光体内碳化物已明显分散，碳化物已成小球状，部分碳化物已分布在铁素体晶界上，但仍有珠光体区域痕迹。通过与DL/T773—2001《火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准》中球化组织特征图对比，与中度球化程度相同，球化级别应为3级。 （三）结论 1Cr5Mo材料在高温500℃工况下运行12年以上，可能产生球化，球化的严重程度直接导致材料的强度性能下降，尤其在高温高压工况下，最终可能产生腰鼓，严重时产生爆管事故。鉴于该管道出现明显球化，按照《在用工业管道定期检验规程》第四十五条第（三）款规定安全状况等级评为4级。 （四）措施 对该压力管道进行更换，所用材料与原设计相同。 对所用材料进行了严格检查，尤其对铬钼管件逐件进行了光谱化验，避免了混料安装。 1Cr5Mo管道焊后进行了严格的消除应力热处理。 该管道更换后按照施工验收要求进行了严格的无损检测，直至结果合格。 该管道进行了6.0MPa的水压试验，结果合格。 选用有压力管道安装资格的中石油第八建设公司对该管道进行了更换改造，施焊人员均持有相应施焊项目，有严格改造方案，有严格的焊接工艺和焊接工艺评定。且告知沧州市特种设备监察机构，经当地监检机构进行了监检。 今后应严格按照《在用工业管道定期检验规程》要求定期对该装置区压力管道进行定期检验。防止事故发生。 使用单位在今后使用过程中按照《在用工业管道定期检验规程》要求做好在线检验工作。保证在正常操作过程中及时发现问题，及时处理。 （五）结果 经1年的开车运行，现运行良好，经本厂在线检验，未发现异常情况。 参考文献 [1]《压力管道安全技术监察规程—工业管道》TSG D0001—2009 [2]《在用工业管道定期检验规程》 1