柴油加氢装置换热器出口管线的失效原因

单广斌，刘小辉，李贵军，黄贤滨，屈定荣

（中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，青岛266071）

某柴油加氢装置的反应流出物与原料油换热器出口管线，在运行过程中出现泄漏，见图1。进一步检查发现该管道在焊缝和母材均出现裂纹，为了查明裂纹产生的原因，本工作对其开展了失效原因分析。

图1 失效管道位置照片及示意图Fig.1 Photo and schematic diagram of the failed pipeline

失效管道材质为TP321，尺寸为φ114 mm×11 mm，内部介质为直馏柴油和催化柴油，操作压力为8 MPa，操作温度150℃。

1 理化检验与结果

1.1 宏观检查

由图2可见：失效管段外表面比较光滑，无明显腐蚀坑点，焊肉饱满，未见明显腐蚀痕迹；内表面存在灰黑色垢污附着；清洗后，可见细小腐蚀坑和多处裂纹；管道横截面上可见众多细小裂纹，表明裂纹起源于内表面，并沿径向向外表面扩展，观察管道厚度未见明显的腐蚀减薄；从管道内侧观察主裂纹，裂纹起源于焊缝热影响区，并向远离焊缝方向扩展，如图2（e）所示。

1.2 化学成分

采用OBLF QSN750火花直读光谱仪对失效管段的化学成分进行分析，结果见表1。

化学成分分析结果表明：失效管道的化学成分符合ASME SA－312 TP321的技术要求，即失效管道的化学成分是合格的。

1.3 组织形貌

沿失效管道的横向取样，经镶嵌、打磨、抛光和侵蚀后，观察试样的裂纹形貌及其微观组织。由图3可见：裂纹呈树枝状扩展；采用王水溶液侵蚀后，观察到管道截面的金相组织主要为奥氏体组织，分布有氮化物、氧化物、碳化物等夹杂物，晶粒均匀，采用比较法评级约为6级；……