加氢裂化装置TP347管道焊缝裂纹成因分析及返修措施

江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏 泰州 225300

1 管道概况

泰州某石化公司于2020年3—4月期间停机大修，并进行特种设备首次定期检验。在对加氢裂化装置中某TP347奥氏体不锈钢管道进行无损检测时发现某焊缝存在裂纹缺陷。管道材质为TP347，公称直径为DN500，公称壁厚为50.01mm，实测壁厚为60mm；弯头材质为WP347，公称直径为DN500，公称壁厚为50.01mm，实测壁厚为52.8～55.4mm。介质为油、氢气、H2S、氨，操作温度为405℃，操作压力为15MPa。

2 检测方法

2.1 渗透检测+超声检测

在对该TP347奥氏体不锈钢管道进行渗透检测时发现某焊缝存在表面裂纹缺陷（见图1），随后进行了100%渗透检测+超声检测进行复验，对存在的缺陷进行验证确认。

图1 渗透检测发现的缺陷

2.2 相控阵检测

为了进一步了解缺陷情况，委托第三方检测机构对该缺陷焊缝进行了相控阵检测。鉴于相控阵检测技术还没有制定国家标准，因此此次检测数据（见表1）、检测结果（见图2、图3）仅作为评估缺陷的参考建议，不作为最终检测结论判定依据。

图2 相控阵检测结果（F1）

图3 相控阵检测结果（F2、F3、F4）

表1 相控阵检测数据

2.3 硬度检测

对该缺陷焊缝及相邻母材部位进行了里氏硬度检测，借助里氏硬度检测结果（见表2），判断焊缝中是否存在δ相与475℃脆性相。

表2 里氏硬度检测结果

2.4 铁素体含量分析+金相分析

为了进一步查清裂纹形态及成因，还进行了铁素体含量分析（见图4）和金相分析（见图5），从图5中可以看出，鱼骨状奥氏体基沿晶开裂。这一现象说明在焊后热处理过程中，应力松弛时发生塑性变形，铁素体组织在热处理过程中发生组织转变或有碳化物析出，弱化晶界，局部不能满足变形从而产生裂纹。……