乙烯裂解炉原料预热管线焊接接头开裂原因分析

刘凯敏 谷晓鹏 黄雪崧

（1.长庆油田分公司a.物资供应处；b.技术监测中心；2.中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司）

乙烯裂解炉是整套乙烯装置的核心设备，其生产能力和稳定性直接决定了乙烯装置的生产规模和产品质量［1，2］。某石化公司裂解炉原料预热管线在运行过程中因一处焊接接头发生开裂导致了介质泄漏。笔者对原料预热管线裂纹部位进行宏观检查、光谱分析、力学性能分析、金相分析、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS），以分析原料预热管线焊接接头开裂的原因。

1 运行工况介绍

某乙烯装置裂解炉原料预热管线于2020 年投入使用，运行后每月按计划烧焦一次，每次烧焦约30 h。2022 年12 月，该管线在运行过程中发生了介质泄漏，停车检修发现泄漏部位位于东侧预热管线入口附近的一处焊接接头部位，该部位出现了一条环向裂纹，该处采用P11/TP310 异种钢焊接连接，炉体侧为A335 P11 管 （φ219.1 mm×8.18 mm），另一侧为A312 TP310 管（φ219.1 mm×8.18 mm）。原料预热管线详细参数如下：

设计压力 0.50 MPa

运行压力 0.42 MPa

设计温度 448 ℃

运行温度 420 ℃

介质 C2H4、CH4、C4H6、C6H6、C7H9、硫化物等

管道材质 P11、TP310

2 试验检测与分析

2.1 宏观检查

失效管段宏观形貌如图1 所示。由图1a、b可见管段外壁呈红褐色锈蚀状，P11 管侧焊趾处存在一条长约140 mm 的裂纹，该裂纹沿焊趾周向扩展，其周围存在褐色腐蚀产物，焊缝表面呈鱼鳞纹状；由图1c、d 可见裂纹区内壁打底层焊缝表面存在大小不一的腐蚀凹坑，未开裂区域内壁焊缝呈鱼鳞状，表面无明显的腐蚀，P11 管段内壁整体呈黑色，局部存在氧化皮。

图1 失效管段宏观形貌