压力管道裂纹产生原因分析和预防措施.pdf

学兔兔 10一 ■论文广场 石油与化工设备 一 2011年第14卷 压力管道裂纹产生原因分析及预防措施 邵俊甫，张强 (天津渤天化工有限责任公司，天津300480) [摘 要]对压力管道各种裂纹产生的机理进行了分析，针对各种裂纹提出了相应的预防措施。 [关键词]压力管道；裂纹；腐蚀；应力；焊接；措施 压力管道是指利用一定 的压力 ，用于输送 2．1．1热裂纹产生机理 气体或液体 的管状设备 ，其范围规定为最高工作 热裂纹是在 高温 下产生 的，并且都是沿奥 压力大于或等于0．1MPa (表压)的气体 、液化 氏体晶界发生开裂 。热裂纹分为结 晶裂纹、高温 气体 、蒸汽介质或者可燃 、易爆、有毒 、有腐蚀 液化裂纹及多边化裂纹三种 。在生产实际中，结 性 ，最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介 晶裂纹是最为普遍的，产生结 晶裂纹的必要条件 质 ，且 公称直径大于25mm的管道 。在化工生产 是焊缝在结晶过程 中承受拉伸应力，在焊接开始 中，因为生产 的连续性 ，常利用管道将具有一定 时，在焊接热源的作用下 ，焊缝区是升温过程 ， 压力的介质从一个装置输送到另一个装置，而这 此 时金属受热发生膨胀 ，而焊缝周围的冷金属会 些介质通常具有一定的腐蚀性 。腐蚀会使压力管 阻碍膨胀 ，使焊缝受热区受到压缩应力 ，随着焊 道整体或局部的壁厚减薄 ，承载能力下降，造成 接热源不断地 向前移动，焊缝上某 点的温度开始 压力管道开裂泄漏 ，严重 的造成突然破裂或爆炸 下降，焊缝金属 的体积发生收缩，周 围的金属必 事故。 须阻止它，焊缝区就产生了拉伸应力 ，使焊缝有 裂纹是压力管道最危险的一种缺 陷，是导致 产生结晶裂纹的可能性。 压力管道各种事故 的主要原因。在化工生产中， 2．1．2结晶裂纹的预防措施 分析不同工况条件下裂纹产生的原 因并采取预 防 (1)控制焊缝中有害杂质 的含量：对于焊接 措施十分必要。 低碳钢 、低合金钢及不锈钢 ，S、P是最为有害的 1压力管道在加工中产生的裂纹 杂质 ，它们形成低熔点共晶，使焊缝形成裂纹 。 原材料在轧制 、机加工过程 中，由于金属 (2)接头形式不同造成每种接头 的散热条 材料本身的疏松、缩孔 、夹渣等缺 陷，经轧制、 件、结晶特点和刚度也不相同，接头部位要尽量 冲压 、卷制、机加工而产生的线型裂纹 。这种裂 避免应力集中，减小焊缝 附近 的刚度 。如图l、图2 纹有 的在 内部，有 的在表面 ，由于在使用时只能 所示 ，焊接接头型式抗裂性较好；图3所示的焊接 对管材进行抽样检查，因此，这类裂纹在采购时 接头型式抗裂性较差。 应根据 国家行业标准和工况条件 ，认真检查制造 厂生产许可证 、合格证、材质证 明书等文件是否 与设计要求一致 ，输送有毒、强腐蚀性介质的压 盆 力管道 ，必要 时应对管材进行化学分析 、机械性 图1 图2 图3 能、抗腐蚀性能