浮头式热交换器浮头管板螺栓断裂原因分析和改进.pdf

第 43卷 增刊 1 石 油 化 工 设 备 Vo1．43 Supplement1 2O14年 8月 PETROCHEMICALEQUIPMENT Aug．2014 文章编号 ：1000—7466(2014)增刊 10069—04 浮头式热交换器浮头管板螺栓断裂原因分析及改进 陈彩霞 ，赵 青 (江苏省特种设备安全监督检验研究院 国家元件中心，江苏 南京 211l78) 摘要 ：通过扫描电镜观察 、硬度测试 、化学成分分析及金相检验等方法分析 了浮头式热交换器浮头 管板连接螺栓的断裂失效原因。结果表 明，硫化物应力腐蚀开裂、氢致开裂和螺纹加工产生应力集 中、材料硬度不满足湿硫化氢介质 中的使用要求是螺栓断裂的主要原因。 关键词 ：浮头式热交换器；螺栓；HS；硫化物应力腐蚀；氢致开裂 中图分类号 ：TQO51．5O1 文献标志码 ：B doi：10．3969／~．issn．1000—7466．2014．s1．021 CauseAnalysisandImprovementofFractureBoltsonthe PipePlateofFloatingHeadTypeHeatExchanger CHENCai—xia，ZHAOQing (JiangsuProvinceSpecialEquipmentSafetySupervisionInspection Institute，Nanjing211178，China) Abstract：Fractureanalysisoftheboltsonthepipeplateoffloatingheadtypeheatexchanger wasconductedbymeansofscanningelectronmicroscopy(SEM)，energ~rdispersivespectrometer (EDS)，hardnesstest，chemicalanalysisandmetallographicexaminationetc．Theresultsshowed thatthesulfidestresscorrosioncracking (SSCC)andhydrogen inducedcracking (HIC) isthe mainreasonfortheboltsfracture．Thethreadprocessingstressconcentration，them ismatchbe— tween theH2Smedium onthematerialhardnessrequirementsandtheusedmaterialfinallycaused theboltsfracture． Keywords：floatingheadtypeheatexchanger；bolt；H2S；SSCC；HIC 某厂浮头式热交换器在投用 4d后 因设备泄漏 为4．5％)，壳程的工作温度为 4O～55℃，工作压力 而停车检修 ，拆开后发现浮头管板 中 2O根螺栓有 为 1．2～ 1．4MPa。其浮头管板螺栓按照 JB／T 15根断裂 。为分析这些螺栓 的断裂原 因，笔者采用 4707--2000{等长双头螺柱》制造生产 ，螺栓材质 化学成分分析 、硬度检测、宏观形貌分析 、微观组织 为 35CrMoA，规格为 M24×200，8．8级 ，为调质状 及腐蚀产物分析等方法 ，结合螺栓的运行工况 ，对该 态使用 。 螺栓断裂的原 因进行分析 ，以便为后续螺栓 的选用 2 螺栓断裂原因分析 提供理论依据 。 2．1 化学成