压力管道检验案例分析（二）

压力管道检验案例分析

XXXXX特检所 XXXX

2010年8月在对乌苏市一家合成氨的化工企业检修时，对6#高压机四段出口管道进行全面检验,发现部分缺陷，总结检验经验及原因分析如下，与大家探讨: (一)检测结果

通过资料审查、外部宏观检验、硬度检测、壁厚测定、无损探伤、强度校核,该6#高压机四段出口管道弯头部位的检测结果如下:

1.资料审查。该企业系一家生产液氨和碳酸氨的化工企业,该管道1996年由本厂自行设计自行安装,其管径219mm,公称壁厚8mm,材质20#,最高工作压力为2.75MPa,最高工作温度为150℃,输送介质为循环气,其主要成为CO、CO2、H2、N2。该管段安装在高压机房外面,距四级水冷排管0.5m,弯管最高位置离地面标高1.78m。安装后使用时间不到一年,因效益不好而停产,后经企业改制,2005年由该公司租赁,2006年正式投产。

2.外部宏观检验。外表面有麻点腐蚀,其腐蚀凹坑最深达1.5mm,且靠水冷排侧有一处贴补,弯管弯曲半径450mm。

3.硬度检测。弯管部位HB为189,直管部位HB为194,合格。

4.壁厚测定。经超声波测厚,弯管部位最薄为5.5mm,直管部位最薄为7.2mm。 5.无损探伤。发现贴补处沿气流方向侧有一条24mm裂纹,且穿透贴补焊缝。 6.强度校核。经强度校核,最小壁厚为5.68mm,而实测最小壁厚为5.5mm,强度不合格;根据GB50235-97标准,弯管制作前后厚度差小于公称壁厚的15%,

计算得6.8mm,大于5.5mm,则为不合格。 7.评定结论。安全等级为四级,需更换此弯管。 (二)原因分析

1.腐蚀凹坑的产生。因停用时间过长,保养措施不当及大气中腐蚀介质的影响,尤其是靠近弯管的水冷排管所用的冷却水是二气循环水,水中含有硫化氢,而这种硫化氢水溶液飞溅在弯管上,会在金属表面发生激烈的电化学腐蚀,使得被腐蚀部位的金属以其离子或腐蚀产物的金属形式从表面脱离,而形成腐蚀凹坑。

2.裂纹的产生。由于管道内输送的介质主要为CO、CO2、H2、N2,而介质中的H2对管道损伤最大,是典型的氢腐蚀。氢腐蚀是钢受到高温(220℃以上)、高压(1.4MPa以上)作用后,其机械性能变劣,强度、韧性明显降低,这种现象是不可逆的。其腐蚀机理为:H2→H H,H 、H直径小,可透过金属表面,固溶到金属内,固溶的氢与钢中的碳发生化学反应:Fe3C 4H=3Fe CH4,而产生的CH4气体本身扩散能力很低,只聚集在晶界原有的微观空隙内,使得该区域碳浓度降低,其他位置上的碳通过扩散不断补充,产生的CH4气体不断增多,空隙内的局部压力不断增大,从而在该处发展为裂纹。再者,弯管表面的腐蚀凹坑产生局部应力集中,水冷排中的冷却水洒在弯管上,产生温差应力,这几个应力叠加,又加速裂纹的扩展。

3.修补方法错误。虽然弯管部位产生裂纹,厂家自行贴补,头痛医头,脚痛医脚,没有找出产生缺陷的根本原因,使一段时间又产生新生裂纹。原因是原裂纹未经处理(应在裂纹两端钻ф8mm的小孔,用角磨机打出“U”坡口,并经无损检测,确认裂纹已清除,再进行补焊),两端应力集中,再加上几个应力叠加,加快原裂纹从两端发展,产生新生缺陷。

(三)预防措施

1.设计、制造、安装、修理必须是有资质的单位进行,如设计采用抗氢腐蚀设计,选择采取含碳量低的材料,焊后热处理(主要为正火加回火热处理)、弯管制作弯曲半径因大于管子外径的3.5倍等。

2.二次循环冷却水须进行水处理,如在蓄水池中加适量碱以中和水中的硫化氢等酸性物质。

3.用不易腐蚀的物料将冷排管与弯管隔离或将此弯管加一防腐、防水保护层。

4.加强定期检验(在线检验、全面检验)和巡回检查。 5.加强内部管理和设备保养,确保设备安全运行。 （四）、建议和改进措施

为了做好压力管道的安全管理工作,确保压力管道的安全运行,保障生产任务的顺利进行,必须坚决贯彻执行(压力管道安全管理与监察规定)等有关法律、法规、规定和文件,认真编制压力管道安全管理规章制度。并监督压力管道运行和维护,严格加强旧管道的清查工作,对清查中发现的安全隐患,及时进行彻底消除。能修复的修复,无法修复的坚决报废,不留隐患。

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