中压蒸汽管线焊缝裂纹产生原因分析.pdf

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装置与安装

中压蒸汽管线焊缝裂纹

产生原因分析

张丽丽

北京燕华工程建设有限公司北京102502

摘要在某石油化工装置运行过程中，公用工程系统中压蒸汽主管线下部集液包底部封头与直管段连接焊缝出现

裂纹，导致蒸汽泄漏。根据裂纹开裂的特点和对现场勘查情况，对现场残留物的成分分析及对应力腐蚀的

理论研究，排除施工过程中焊接不合格造成的泄漏。经分析认定该裂纹的产生是由于废热锅炉加药系统操

作不当，超量碱液经锅炉给水管道流人主蒸汽管道造成碱液长时间沉积，浓度越来越高，加上管道承受压力

和焊接残余应力的存在导致应力腐蚀的产生，致使焊缝开裂。并针对以上情况，采取相应措施消除了应力

腐蚀。

关键词中压蒸汽管线焊缝裂纹应力腐蚀

中图分类号TE682;TG174文献标志码B文章编号1672-9323(2024)10-0097-04

应力腐蚀开裂是危害性最大的局部腐蚀形态破坏形消除材料的应力腐蚀对于石化装置的“安、稳、优”生产具

式之一，在腐蚀过程中，若有微裂纹形成，其扩展速度比有非常重要的作用。

其他类型的局部腐蚀速度要快几个数量级。可以说，应

力腐蚀开裂是一种“灾难性的腐蚀”。在核电站、船只、锅1装置概述

炉、石油化工等领域都发生过应力腐蚀开裂的事故。某装置的中压蒸汽主管线在运行大约60d后，在管道

在石油化工装置中，应力腐蚀导致焊缝开裂是比较下部集液包底部封头上部环向焊缝发现裂纹。裂纹沿焊

常见的材料破坏现象之一，特别是在锅炉、压力容器等设缝方向分布，开裂位置平、直。裂纹的长度达200mm，焊

备上。许多研究人员对应力腐蚀的机理、应力腐蚀产生缝的1/4已经裂开，导致大量的蒸汽外泄。裂纹部位

的条件和环境等方面做了大量的研究。实践和实验发见图1。

现，低碳钢和低合金钢材料在苟性碱溶液、氨溶液、含H,S

的溶液、海水等环境中易产生应力腐蚀；奥氏体不锈钢在

热的氯化物溶液中、热海水、浓的锅炉水等溶液中，也易

产生应力腐蚀。在锅炉的铆接和焊接部位，因少量的渗

漏使溶融的盐形成局部高浓度的苛性钠，易产生碱脆I

（即应力腐蚀开裂）。但在中压蒸汽主管线中发生应力腐2011/12/1515:31

蚀开裂较为少见，因此搞清应力腐蚀产生的原因和机理，图1发生泄漏的中压蒸汽集液包

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装置与安装

中压蒸汽管线结构形式和技术参数分别见图2和表纹部位的焊缝进行了取样化学成分分析，结果显示符合

1。从图2中可以看出，集液包由底部倒淋阀、底部封头、规范要求。

直短管、和凝液排出管线组成，主蒸汽管线通过三通与下从上述分析结果可以排除施工原因造成的焊缝

部集液包连接。底部倒淋阀下端封有盲板，一般情况下裂纹。

并不排液，冷凝后的液体经过集液包中部的排凝线上疏2.2应力腐蚀开裂

水器排到冷凝水管网。由于底部封头温度较低，因此蒸进一步对现场进行了细致的勘查，发现集液包保温

汽会冷凝变成水，积存在底部封头处，当积存的液体高于层的保护层铝皮有不同程度的腐蚀破坏，特别是最底层

排凝线管口时，才能通过中部的凝液排放线排出蒸汽管的铝皮已经腐蚀破坏得相当严重，几乎成碎渣状。现场

网。因此在底部封头处，必然会长期积存凝结水。泄漏点下方地面有白色粉末状物质，泄漏点周围的集液

包发现有白色片状物附着，底部的倒淋阀周围均