重催油浆蒸气发生器管板开裂原因及防治

锦州石化公司催化裂化装置油浆蒸气发生器,为浮头式蒸气发生器,投入使用一年多就发生失效,其失效形式表现为蒸气发生器管板大面积开裂,裂纹大多从管束开始呈环状及径向管板延伸。利用对比法、金相显微分析方法以及开裂机理分析方法,对重催油浆蒸气发生器管板开裂原因进行了管板化学成份、管板机械性能、宏观、微观断口形貌及管板开裂过程分析。实验结果表明,管板的化学成份和机械性能均符合国标GB6654-96,说明管板开裂不是由于材质本身造成的;裂纹符合应力腐蚀特征;壳程内蒸气的发生和流动诱发振动,使管束发生振动,特别在汽液两相流作用下使振动加剧,使管板焊接接头部位产生循环载荷造成疲劳破坏。得出疲劳和应力腐蚀共同作用引起重催油浆蒸气发生器管板的开裂,其中疲劳是管板开裂的最重要的原因。提出了简单易行的改进措施。     

低合金高强钢换热管开裂原因分析

某公司生产的一种换热器,其管程介质为调温水,壳程介质为低压蒸汽。换热设备在运行不到半年突然发生泄漏事故,导致设备停车。维修检查时发现多处换热管的管头处存在裂纹,且裂纹为环向裂纹,有的管头甚至出现断裂现象。为此,对换热管的化学成分、硬度、力学性能、金相组织进行了检测和分析,用SEM扫描电镜对裂纹的微观形貌进行观察和分析,同时用EDS能谱仪对换热管断口处的产物进行分析。结果表明,夹杂物是引起换热管开裂的部分原因,换热管中的腐蚀介质是导致换热管失效的重要原因,换热管中内应力过大是引起换热管失效的根本原因。     

低合金高强钢换热管开裂原因分析

某公司生产的一种换热器,其管程介质为调温水,壳程介质为低压蒸汽。换热设备在运行不到半年突然发生泄漏事故,导致设备停车。维修检查时发现多处换热管的管头处存在裂纹,且裂纹为环向裂纹,有的管头甚至出现断裂现象。为此,对换热管的化学成分、硬度、力学性能、金相组织进行了检测和分析,用SEM扫描电镜对裂纹的微观形貌进行观察和分析,同时用EDS能谱仪对换热管断口处的产物进行分析。结果表明,夹杂物是引起换热管开裂的部分原因,换热管中的腐蚀介质是导致换热管失效的重要原因,换热管中内应力过大是引起换热管失效的根本原因。     

多层包扎尿素合成塔应力腐蚀裂纹成因分析

对多层包扎尿素合成塔开裂部位进行了取样分析,确认为应力腐蚀裂纹。并对应力腐蚀的影响因素 进行了分析,结果表明检漏蒸汽会在深环焊缝的层板间隙处冷凝,产生碱性介质浓缩。深环焊缝部位在碱性环境和 局部较高应力下萌生裂纹并扩展,是导致多层包扎尿素合成塔应力腐蚀开裂的原因。分析的结果为多层包扎尿素 合成塔避免层板开裂和灾难性爆炸事故指明了方向。     

石化火炬燃烧器管线裂纹开裂失效分析

研究了火炬燃烧器管线开裂区域的破坏机理,通过对管线进行低倍宏观分析、材质分析、显微镜金相分析、扫描电子显微镜（SEM）微观形貌及能谱分析（EDS）与实验相结合的手段,找出了管线失效开裂的原因,进一步分析了敏感环境（介质）、敏感材料和应力状况对管线开裂失效造成的影响。结果表明,在一定的温度下,管线内形成H₂S＋CO₂＋H₂O的酸性腐蚀环境,火炬燃烧器管线的不锈钢材质敏化严重,存在严重的晶间腐蚀;晶间腐蚀造成管壁表面晶粒剥落,产生点蚀坑,点蚀坑处又成为应力腐蚀裂纹的裂纹源;火炬燃烧器管线在制造加工、装置运行等过程中会产生一定程度的应力集中,在腐蚀介质、敏感材质和应力集中三个因素的影响下,火炬燃烧器管线会发生晶间型应力腐蚀开裂而失效。     

风机叶轮腐蚀开裂机制与预防

在微观组织和裂纹形貌观察的基础上,分析了失效叶轮早期腐蚀开裂机制。结果表明,叶轮失效是Cl-促进下应力腐蚀开裂造成的。在叶轮本体上焊接扰流板后,焊接热循环使靠近熔合线的叶轮本体组织发生了显著变化,其中二次相的析出直接导致了叶轮本体耐蚀性降低,进而在工作应力和焊接残余应力联合作用下发生了应力腐蚀开裂,分析表明,叶轮本体上工作应力非均匀分布,越靠近叶轮心部,工作应力越大,越容易引发应力腐蚀开裂。进而提出了去除靠近叶轮心部4个扰流板的预防措施并进行了生产验证,结果表明,这一做法可有效预防叶轮过早应力腐蚀开裂。     

三催气压机入口过滤器短接开裂失效原因分析

三催气压机入口过滤器短接在很短的时间内会产生裂纹。对裂纹部位进行了宏观检验、化学成分分析、显像组织分析、扫描电镜分析、力学性能分析。分析结果得知,裂纹产生的主要原因如下:工件在含有H₂S的腐蚀介质中,法兰与接管在加工制造过程中产生焊接残余应力,在腐蚀介质与残余应力的共同作用下导致应力腐蚀,从而产生沿晶脆性开裂。针对断裂原因提出了改进方案。     

减黏裂化换热管束腐蚀泄漏机理与防护研究

研究了减黏裂化装置换热器腐蚀破坏机理,通过现场形貌观察、扫描电子显微镜（SEM）微观形貌、能谱分析（EDS）及腐蚀挂片实验相结合的手段,找出了换热器内部换热管、折流板的环烷酸腐蚀破坏原因,进一步分析了环烷酸对碳钢的腐蚀原因;继而通过多种材料腐蚀挂片实验比对,提出了防腐措施。结果表明,减黏裂化装置换热器的腐蚀泄漏与原油的含水量、高酸值、换热器的工作温度及材质有关,对原油进行脱水处理、合理地改变换热器的工作温度和材质,能够有效地减少减黏裂化装置换热器的腐蚀破坏。     

基于有限元分析的管道腐蚀缺陷生长预测模型

由于服役环境的影响,管线钢表面不可避免的会出现腐蚀缺陷,腐蚀处会产生应力集中,促进裂纹形核。基于有限元方法建立了用于预测腐蚀缺陷形貌发展的应力和电化学多物理场耦合模型。在模型中采用了变形几何和动态网格技术,用以研究X70管线钢在海泥模拟溶液中的应力腐蚀行为和腐蚀形貌随时间发展情况。结果表明,机械⁃电化学效应对应力腐蚀裂纹的形核具有重要作用;较小的腐蚀缺陷宽度使应力集中程度加大,电极电位负移,腐蚀速率增大;随着操作压力增大,腐蚀缺陷底部的管壁出现大面积的高应力集中区域,因腐蚀导致的金属损失面积增大。     

904L 在甲乙酮生产装置中开裂原因分析

在6 MPa 、155 ℃, pH 值为3～ 7 , 使用氢型树脂催化剂生产甲乙酮的环境中, 对904L 制水帽筛网网丝开裂失效进行了现场调研和腐蚀形态观测。通过904L 合金元素质量分数、腐蚀介质的测定和材料内部夹杂物、网丝残余应力来源、裂纹形态等分析与观察认为网丝开裂属于应力腐蚀开裂。阐述了材料内Ni 、Mo 、Cu 合金元素用量不足、C 含量超标、内部夹杂物多和残余应力高, 以及安装、运输过程中损伤钝化表面是应力腐蚀开裂失效的主要原因。说明了发生应力腐蚀开裂的过程是:催化剂与网丝表面形成缝隙, 缝隙内急速酸化, 当pH值降到904L 去钝化要求的值时, 缝隙内发生钝化膜全面的还原性破坏。构成了由缝隙内金属表面(活性区)-电解质溶液-缝隙外金属表面(钝化区)组成的宏观腐蚀电池。当缝隙内达到一定腐蚀深度时产生应力集中引发裂纹, 发生应力腐蚀开裂。裂纹垂直于网丝圆周方向并沿网丝径向发展, 达到网丝中性面时裂纹消失, 中性面内压应力区没有裂纹。因此, 网丝外表面深度较大的腐蚀坑内看不到裂纹。     

蒸汽发生器传热管裂纹断口电子金相分析

为了判断某蒸汽发生器传热管的开裂性质和影响因素,用电子显微镜对该蒸汽发生器传热管管束裂纹进行断口电子金相分析.通过对管束大量电子断口的观察分析,证明了断口为准解理断裂,具有河流花样的特征.根据电子衍射和电子探针对管束断口腐蚀产物和夹杂物的分析计算,确定了腐蚀产物和夹杂物的成分.由断口形貌特征及对比试验可以确认该蒸汽发生器传热管管束发生应力腐蚀开裂,是一种脆性的穿晶断裂.     

Effect of Aging on Fracture Toughness and Stress Corrosion Cracking Resistance of Forged 7475 Aluminum Alloy

The effects of two-stage aging and retrogression and reaging heat treatment on the fracture toughness and stress corrosion cracking resistance of 7475 alloy were studied. The fracture toughness, conductivity and strength of samples of nine groups under duplex aging conditions and three retrogression and reaging heat treatments were also measured. Incorporating the microstructure and property, we found that when the condition of the first order aging kept identical, the fracture toughness and stress corrosion cracking resistance increase with aging time and the second aging temperature. The optimal treatment conditions are （ 115℃×7h ＋ 185 ℃×13h） among all tested two-stage aging treatments. Although the 7475 alloy treated by RRA method shows the highest strength and its stress corrosion cracking resistance after twenty minutes retrogression can also reach the same level as those by the optimal treatment of （115℃×7h＋ 185℃×13h ）, the fracture toughness is even low.     

氢腐蚀分层对换热器筒体承载能力的影响

为了解换热器筒体发生氢腐蚀分层后,其简体局部材料的性能发生的变化及对换热器运行中的承载能力带来的影响,采用化学成分分析、硬度测试、拉伸试验、夏比V口冲击韧性试验等方法对换热器简体材料的性能进行了分析;运用有限元分析方法计算了筒体分层处的应力分布,并探讨了裂纹尖端应力强度冈子的变化情况．研究结果表明：材料化学成分中除Mn元素的含量偏低外,其它元素含量符合国家标准;材料的硬度符合要求,材料的强度极限降低。屈强比上升．韧性明显降低．氢腐蚀分层使换热器简体材料局部劣化,破坏了材料的均匀性和连续性,破坏了简体的薄膜应力状态,产生了较大的局部应力．使换热器简体承载能力下降．     

脉动流技术在管壳式换热器振动分析中的应用

为了避免脉动流技术产生的流体诱导振动造成换热器管的强度、刚度过大而导致结构失效,采用了有限元分析方法.建立换热器的流固耦合模型,施加有脉动流和无脉动流两种不同工况下的边界条件和荷载条件,从模态振型和动态响应等方面分析了两种工况下流体诱导振动对换热器管的影响.提取换热器管中间位置点和端部位置点的模态振型和动态响应曲线图,对两种工况下的计算结果曲线图进行了分析对比,结果表明：有无脉动流对管壳式换热器管的结构固有频率的影响不大;无脉动流作用时,换热管中间位置易发生刚度失效,端部位置易发生强度失效;有脉动流作用时,换热管中间位置的位移和端部所受的应力随时间呈周期性变化,可通过改变脉动流激励函数的系数来避免换热管发生振动失效.对脉动流技术安全地应用于换热器设备提供了一定的技术参考.     

不锈钢波纹管换热器的腐蚀与防护

不锈钢波纹管换热器主要产生应力腐蚀,要减少应力腐蚀,就要针对产生应力腐蚀的成因,采取消除应力、降低介质氯离子含量、选择钢材种类和电化学保护等措施。     

地壳上部岩体中水平应力的估算方法

地壳上部岩体的垂直应力一般可用其上覆岩体的平均比重乘以其深度来估算,但是水平应力却很难估算。岩体的断裂韧度是一个常数,如果裂隙岩体是稳定的,水平应力必须在一定的范围内,如果水平应力超过了这一范围,岩体内的裂隙可能会发生扩展、破坏,并可能导致地震的发生,因此从裂隙岩体稳定的条件出发,可以估算出水平应力的范围。利用一共线双裂纹模型建立了裂纹稳定的应力条件,并对该应力条件的有效性进行了实验验证,实验结果表明该应力条件是有效的;然后利用该应力条件来估算水平应力的范围,其结果符合现场的测试结果,表明这一估算方法是有效的,可行的。并利用该理论能很好地解释为什么水平应力与垂直应力之比在浅部地壳中分布在较宽的范围内,但在深部区域内却分布在一个狭小的范围内。     

Macroscopic and microscopic fracture features of concrete used in coal mine under chlorine salt erosion

The microscopic morphology and pore structure characteristics of concrete with composite admixtures(fly ash and mineral powder) after chlorine salt erosion were analyzed via scanning electron microscopy(SEM) and mercury injection porosimetry(MIP), providing the basis for the design and maintenance of concrete shafts in coal mines. The above-mentioned characteristics were compared with the macroscopic characteristic of concrete fractures under uniaxial compression. The results show that the macroscopic fracture characteristics of concrete under uniaxial compression change from longitudinal split fracture and oblique section shear fracture to conjugate cant fracture, and the degree of breakage increases.Interface cracks, cement paste cracks, spherical surface cracks, and aggregate cracks appear in concrete under uniaxial compression. In the early stages of corrosion, the original cracks which are obvious are repaired. When the corrosion becomes more serious, cement paste cracks appear, and the number of harmful holes increases while the number of harmless holes decreases. This study also reveals the relationship between the macroscopic properties and microscopic structure of concrete under chloride salt erosion. Finally, the paper preliminarily discussed the relationship between the macroscopic properties and mesoscopic characteristics of concrete under chlorine salt erosion.