汽包内壁缺陷分析及对策方珍(上海石化设备检测中心...VIP专享VIP免费

汽包内壁缺陷分析及对策——方珍(上海石化设备检测中心)摘要：通过对蒸汽发生器汽包内壁产生的缺陷进行分析，找出缺陷产生的主要原因，并采取有效的解决措施，杜绝类似缺陷的再次产生。关键词：汽包缺陷氧腐蚀分析焊接中国石化上海石化炼化部减压装置蒸汽发生器利用减二中线以及常一中线物料的热量通过汽包为装置提供了中压蒸汽，如果汽包发生故障，使整套装置的蒸汽系统失去平衡，严重时导致停车事故。该汽包的外形如图1所示：其主要技术参数：设计压力1.6MPa，工作压力1.3MPa，设计温度200℃，工作温度180℃，使用介质为过热蒸汽及除氧纯水（含少量溶解氧），设备材质16MnR，容积4.25M3，设备的外形尺寸为Φ1000×δ12×L6020。在设备检修中，对该汽包进行压力容器内外部全面检验，在对封头与筒体内壁焊缝进行磁粉检测时，发现近筒体侧，有类似“裂纹”的缺陷。由于该缺陷分布在整圈环焊缝上，数量又较多，采取常规打磨修理的方法，无法消除该缺陷。为此，我们切割汽包整圈环焊缝，然后重新开坡口，检验合格后，再进行施焊。针对汽包在生产运行中，产生类似“裂纹”性缺陷的情况，我们进行了分析，找出产生此类缺陷的原因，以便采取有效的措施，杜绝类似缺陷的重复产生，确保设备的安全运行。1.汽包材质认定汽包材质认定采用取样化学成份分析的方法，分析结果见表1。表1：汽包材料化学成份分析表（%）根据以上汽包材料主要化学成份测试值，对照《世界标准钢号手册》对应的我国16MnR材料的化学成份数据，目前汽包使用的材质符合16MnR的成份与设计要求。2.汽包环焊缝热影响区缺陷宏观形貌在汽包封头与筒体环焊缝处，割取一块试样，然后将试样内壁打磨后，仔细观察，发现环焊缝近母材侧，表面存在很多点腐蚀凹坑。具体形貌如图2所示。图2焊缝近母材侧的宏观形貌从图2中，可见点腐蚀凹坑的尺寸大小不一，直径约1～4mm，深约2～3mm。在点腐蚀凹坑之间有细小的腐蚀凹槽。宏观上，肉眼看上去极似表面裂纹，而实际上是由于焊缝余高过高，且焊缝表面成形不光滑，表面凹凸不平所引起的点腐蚀所致。3.汽包缺陷部位金相分析3.1内表面的凹坑金相检验形貌为了分析汽包内表面焊缝处类似“裂纹”性缺陷产生的原因，我们在焊缝靠近母材侧，对缺陷进行了金相显微镜形貌分析。内表面材料金相组织形貌见图3所示。图3内表面材料金相组织形貌从图3中可以清晰看出“裂纹”缺陷均由点腐蚀凹坑和沟槽所致。其周围有“灰色区域”，明显有氧腐蚀的特征。3.2缺陷纵截面金相分析为了进一步验证汽包内表面焊缝近母材侧，不是裂纹性缺陷，而是氧腐蚀所致，我们在“裂纹”处沿筒体纵截面切取试样，观察“裂纹”沿厚度方向的情况。如图4所示。从图4中，可以看出试样材料金相组织呈现带状分布，为铁素体＋珠光体，缺陷沿厚度方向呈现凹坑特征，并不象通常裂纹边缘呈现尖端形状。且缺陷边缘存在明显的氧腐蚀特征由此，再次证明了汽包内壁表面上存在着诸多的“裂纹”，是由点腐蚀形成的腐蚀凹坑及腐蚀沟槽。4.断口扫描电镜及能谱分析为研究汽包内表面焊缝缺陷是由腐蚀引起的，并探究其腐蚀的根源，对其断口的微观形貌进行仔细观察。可以看出缺陷扩展边缘处，存在较多的腐蚀凹坑。在整个断口表面，覆盖着一层腐蚀产物。采用扫描电镜进行能谱分析，了解到该断口区域元素为O、Si、Fe三种元素，并无其他Na、S、C1等可引起碱脆或应力腐蚀开裂的元素存在。从能谱分析知道，该断口上氧的含量高达28.51%。可见，汽包内表面焊缝近母材侧的许多凹坑和沟槽，是由富氧腐蚀而产生的。5.损坏原因分析根据上述监测结果，对常减压装置蒸汽发生器汽包内表面整圈环焊缝及热影响区的所谓“裂纹”缺陷形成原因分析如下：（1）汽包材质16MnR，化学成分合格，符合设备设计要求，金相组织正常。因而不是由于钢材质量不符要求造成的腐蚀缺陷。通过金相与扫描电镜分析，证实不可能是由于碱脆或机械开裂造成裂纹。（2）远离焊缝的母材未发现点坑腐蚀缺陷，仅为均匀腐蚀，而腐蚀缺陷仅仅发生于焊缝及热影响区，因而造成腐蚀的主要因素是焊缝质量有问题。即汽包内表面焊缝余高过高、错口超标、焊后未进行打磨而造成表面粗糙不平，这样为氧腐蚀的发...