奥氏体不锈钢管线开裂失效分析及预防措施

单婷婷(中国石化股份有限公司天津分公司装备研究院，天津 300271）



奥氏体不锈钢管线开裂失效分析及预防措施

单婷婷
(中国石化股份有限公司天津分公司装备研究院，天津 300271）

摘 要：某石化公司一奥氏体不锈钢管线发生腐蚀开裂。本文通过宏观检验、化学成分分析、金相检验和硬度检验等方法进行失效原因分析，确定开裂原因为碱应力腐蚀开裂，并提出了建议措施。

关键词：开裂 应力腐蚀 金相 硬度

0 管线腐蚀开裂情况

某石化公司水务部一车间在碱渣罐（100m3）防腐施工中，发现罐出口阀后约1m处的弯头透过保温有液体流出，通过气味和手感判断为碱渣。经检查，发现不锈钢弯头上端焊口外侧有约170°弧度长度的裂纹，下端焊口外侧也有一处裂纹。

该管线已建成投用两年半，规格为DN50×5.5mm，材质为304，介质为脱硫制硫碱渣、气分碱渣和气分碱洗水，碱渣的主要成分为硫酸钠和亚硫酸钠，其浓度为5%～10%，操作温度为常温，冬季用180℃蒸汽进行伴热。

1 检验与分析

1.1 宏观检验

宏观观察开裂的直管及弯头，均无明显塑性变形，呈脆性开裂。管线的直管及弯头侧的热影响区均存在裂纹，裂纹主要沿环向开裂，如图1所示。

图1 开裂管线的外壁

图2 沿壁厚剖开后的裂纹扩展形貌

1.2 化学成分分析

对开裂的管线取样进行化学成分分析，结果见表1，管线的化学成分符合参考标准GB 9948-2006《石油裂化用无缝钢管》中规定304的含量范围。

表1 管线的化学成分分析结果

1.3 金相检验

将管线按图2所示剖开，应用PMG3-613U金相显微镜进行检验。……