汽包内壁缺陷及对策方珍上海石化设备检测中心

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孩在汽秤包封系头与莫筒体皱环焊笨缝处工，割拍取一惑块试烈样，捷然后桥将试漠样内化壁打愁磨后佳，仔悲细观亿察，摸发现复环焊踩缝近江母材煎侧，衔表面婆存在剪很多鸦点腐桶蚀凹堵坑。蜓具体步形貌兵如图古2所语示。译图2时泽爽焊缝菠近母助材侧滴的宏文观形恨貌典香魄从图宅2中看，可做见点画腐蚀理凹坑致的尺帜寸大顽小不廉一，饲直径坑约1禾～4项mm影，深蔬约2侵～3灯mm及。在蔬点腐清蚀凹卸坑之晃间有遗细小眨的腐剧蚀凹外槽。搭宏观摔上，挡肉眼诚看上桨去极判似表挤面裂全纹，必而实惯际上梦是由固于焊义缝余料高过捡高，罚且焊瓶缝表伏面成狐形不忙光滑毕，表绢面凹款凸不俗平所灰引起期的点部腐蚀演所致印。忠酷奖3.仇汽摧包缺魂陷部尺位金悠相分至析脱网喂3.农1内各表面土的凹梳坑金湖相检耀验形介貌妄尽滤为了初分析页汽包好内表午面焊基缝处叛类似行“预裂纹滥”剃性缺起陷产缓生的日原因际，我埋们在剂焊缝爪靠近冬母材指侧，残对缺督陷进础行了听金相骄显微沸镜形纱貌分谎析。苗内表视面材众料金昼相组照织形阁貌见旱图3玉所示昂。档图3帮饿丹内表伙面材关料金息相组兽织形迟貌划股搅从图张3中景可以位清晰龟看出燕“社裂纹孕”咐缺陷侦均由候点腐芦蚀凹似坑和剪沟槽邻所致乡。其附周围陪有弄“绩灰色惠区域若”议，明堂显有婆氧腐距蚀的厌特征汉。霜葛柱3.语2量缺陷撑纵截页面金坝相分避析哀肢悼为了况进一绪步验塔证汽拜包内垫表面恋焊缝草近母晚材侧阳，不哑是裂右纹性伞缺陷柳，而志是氧倍腐蚀净所致盈，我锁们在福“哪裂纹帮”价处沿锐筒体皆纵截卡面切伸取试线样，瘦观察习“锣裂纹眨”序沿厚路度方亲向的菊情况洽。如斩图4输所示貌。葬从图盼4中贞，可弹以看盘出试户样材进料金粪相组纱织呈球现带探状分锐布，隔为铁傲素体冲＋珠拘光体院，缺乓陷沿掀厚度筒方向钞呈现殊凹坑辽特征侵，并谈不象宝通常匹裂纹诸边缘邀呈现肥尖端外形状接。且矮缺陷公边缘辆存在核明显筛的氧晶腐蚀响特征纺。由掀此，蠢再次形证明晚了汽幻包内临壁表聚面上蔬存在纽着诸托多的申“证裂纹天”采，是瞧由点思腐蚀丑形成影的腐院蚀凹纪坑及乖腐蚀腿沟槽善。保需烦4.早断菊口扫导描电析镜及俭能谱演分析鼻考宪为研聪究汽杯包内充表面男焊缝米缺陷及是由遥腐蚀短引起赚的，热并探唱究其盲腐蚀证的根扁源，母对其善断口念的微茅观形睛貌进正行仔摄细观糟察。锣可以纹看出斧缺陷罗扩展应边缘娇处，艘存在景较多暴的腐奸蚀凹舅坑。销在整撑个断农口表嚼面，积覆盖惹着一松层腐承蚀产望物。腿采用幻扫描浙电镜蚀进行净能谱姐分析杰，了拔解到梦该断兄口区亚域元川素为斩O、粮Si首、齐Fe蒙三种稼元素转，并武无其诱他N傅a、效S、鸣C1境等可萄引起醒碱脆枯或应吊力腐旦蚀开视裂的蠢元素灭存在好。从筹能谱注分析矩知道助，该垃断口颂上氧雹的含狠量高称达2轿8.绕51蛙%。狱券平可见合，汽芳包内挡表面耐焊缝昂近母毁材侧粱的许决多凹枕坑和压沟槽冈，是因由富椅氧腐贤蚀而塑产生权的。含读乔5.愚损欣坏原缸因分钥析元惊挂根皱据上车述监误测结伯果，广对常叉减压剪装置祖蒸汽洒发生嗽器汽开包内庙表面委整圈希环焊何缝及剂热影林响区昨的所钢谓级“凳裂纹缩”纲缺陷什形成神原因再分析页如下亦：床盾扎（1幼）汽欧包材伐质1续6M华nR肝，化卷学成亮分合攻格，况符合砍设备荡设计叙要求纸，金应相组香织正汪常。幼因而圣不是帮由于衔钢材百质量极不符肆要求激造成式的腐坑蚀缺帐陷。丈通过粘金相萍与扫粗描电否镜分亲析，性证实挽不可禁能是桨由于进碱脆躁或机塘械开置裂造幼成裂阳纹。筝较狭（2汤）远桥离焊烂缝的膨母材头未发抓现点佩坑腐扭蚀缺友陷，禁仅为企均匀躺腐蚀巾，而斑腐蚀孝缺陷阁仅仅策发生刻于焊违缝及卵热影堤响区潮，因医而造热成腐盖蚀的思主要满因素心是焊膊缝质晨量有铸问题叉。即倒汽包齐内表筐面焊告缝余供高过普高、落错口奇超标秋、焊粱后未住进行否打磨筛而造达成表释面粗挂糙不换平，韵这样博为氧解腐蚀滑的发批生创著造了露有利愉条件滨。此锐外，辞对1骆6M雾n钢耳而言究，如包焊接壁工艺包控制普与焊欢条选暑择不衫当，桂也可究能造爪成M钢n的柳偏析潮，易卡产生蚁贝氏说体甚帜至马咸氏体箩，而订且焊壤后残福余应工力未偿消除川使焊己后组氏织促暂进腐治蚀倾左向。胁焊缝燃中部咏分锰杜元素环易溶穷于铁授素体汗，部源分与侵碳形横成碳堪化物践，如愤（F膏eM票n)己3C催；部菊分形抗成非踢金属槽夹杂缘，如钞Mn差S或怪（M系nF棉e)己S与闪Mn诉O。乖这些斩夹杂仙物往锡往存该在于传带状擦组织僻表面朵，即堤成为押点腐泽蚀的惹成核突与始疤发部抽位。鹿蒙豪（3蚕）汽请包处把于1袭80柔0C渗较高纸温度变的过球热蒸体汽和棒除氧消水中分，由续于介凭质中域仍含掩有超野标的娱溶解翠氧，编因而流会造杂成氧公去极内化腐登蚀，已从能径谱分夸析也抛证实百：断证口表干面覆医盖的底腐蚀码产物恨主要庭是铁膝的氧击化物失。箭电化斜学腐号蚀反乔应式代为：鹊阳极溉但兔吐膛Fe漏→杰Fe划2+垦+2域e禽阴极柜完坐甘剪O举2+暗H2狠O+斩2e安→高2O潜H-梢钓槐君易舟姐盖需剖头购跑F涛e2晒++送2O笋H-滴→号Fe歌(O禾H)胞2但纷部茧幻仓瑞Fe普(O规H)拒2+鱼梦O2流+画H2笑O抄→志Fe狠(O兽H)馒3璃郑笨载色乓筑2F柄e(眨OH覆)3璃+F滨e(玩OH蜓)2瞒→输Fe呆3O鲁4+溉4H拔2O殿总反汇应式彼：像3们Fe拉+2腹O2赠→头Fe爆3O体4底锐暮生成扔的F呢e3忆O4它腐蚀岂产物性是疏爷松的造，在食母材迅平滑龙表面耍上经刚冲刷恐易脱押落，时而在杜焊缝用及热毕影响岩区有改凹凸估缺陷刊的表帮面上到会沉需积，板沉积下在凹践坑沟瘦槽内截部的榆氧化语铁锈肾垢也缓会因减氧浓顶差电干池发闹生垢呈下或盗缝隙香腐蚀睬，使营点腐子蚀越蓬来越粘严重净，甚棉至使宿许多厅点腐筋蚀沟伯槽相贤连而谷形成榨了所丛谓迫“让裂纹孩”流。敏殖旦（4戏）经犹氧腐怖蚀生目成的堤三价妨铁的立腐蚀侄产物军铁锈秘也可脏作腐莫蚀去狮极化街剂而劝促进辜腐蚀暴。反他应式滩为：肿2F字e(虚OH金)3县→博Fe蝇2O湿3+汤3H妹2O题阳极苹弯F恢e泛→邪Fe许2+淋+2娃e希阴极丹成F撑e2趁O3扇.n州H2钻O+猜2e银→喷2F撤e(器OH板)2属+2纹OH晶-+诞(n腿-3艳)H科2O地输屠歇F紫e2胳++发2O昂H-街→铸Fe弦(O魄H)防2疫哑上夺F鲁e(陵OH京)2窑+泄O2障+锹H2敌O牛→趋Fe洽(O年H)补3驴唉裤升2布Fe闯(O晚H)猫3+震Fe镜(O秘H)鸦2席→初Fe据3O序4+质4H础2O间总反犹应式乔：F议e+护Fe瓣2O西3.车nH名2O辉+呼O2场→类Fe碧3O霸4+臣nH切2O掩这里疤铁锈厕从三醒价铁禽还原坟为二普价铁味，经捧溶解志氧再如将二那价铁悟变为予三价朱铁即扒三价哀铁起霸了一毒个催配化作爬用。湿陷序（5查）由狭于除方氧器挽进汽梅包的愈水中驴氧含烦量未捉达到箩小于叶等于谈0.胳1m订g/俩L标永准，绍则汽逆包处晕于高惯温有税氧环匠境，放发生揉氧去局极化娘腐蚀重，否振则为件氢去裹极化碌反应嫂，生粥成的幻Fe将3O纽4的全膜致针密坚害牢，雄具有墙保护费性。倦因此馅，对糕汽包咬水应毒严格威脱氧追以达坡到标竹准要瑞求。腐氢去舟极化志反应懒式：宇阳极伍率F骨e英→巡Fe妄2+绳+2颜e察阴极趋冲2织H+树+2傅e心→街H2压↑扁超帅洁F桑e2躲++偏2O悉H-辨→罢Fe秀(O狡H)固2嚼营耀屠3耕Fe辅(O丢H)璃2另→轿Fe暖3O钥4+碌H2禾↑绞+2熊H2抚O毯总反挺应峡3F栋e+植4H岸2O预→流Fe楼3O化4+打4H顺2登↑火夏梦综上朵所述智，蒸闷汽发般生器挎汽包键内表吃面焊篮缝及这热影龙响区雀失效言是由刚于焊胁接质屯量及另表面领处理毁不过沟关，垄存在盾凹坑雀沟槽获缺陷排，为理高温尽氧腐悉蚀创潜造条定件。誉另外闪产生晕的氧删化铁妻锈垢痰的沉掘积，艳又为供垢下财腐蚀皮及点铅坑腐样蚀发该展提叶供条形件。颈钥图6.柏哲结论隐迫忆通过破对汽食包材卵料化汤学成脱份的共分析东，证秒明汽歌包材祥质为箩16湾Mn祝R，舌符合顾原设俭计的被材料肉要求铺。从辩内表石面材认料金筹相分廉析、绝缺陷哲断口冰微观团形貌慎分析脂以及穿腐蚀偷产物妥能谱纹分析李中，谜得出短内表洁面的搜缺陷净是由火许多祸腐蚀遍凹坑御沟槽持所致躬，所区谓漠“躁裂纹尽”很是由涨这些虾腐蚀瓶沟坑知凹槽然相连你而成由，且袋是由俭氧腐姜蚀引过起的困。荡得骗7.宏措跨施和皮建议立左获在汽祝包备省台制请造时拖，严盈格执锻行《掏压力钱容器剧安全落技术锡监察自规程否》和熟GB凳15忧0-贸19态98艘《钢拘制压议力容测器》工中的程规定厌，采凑用合命理的握焊接瓜工艺织，焊淹接时形，内辈表面毛焊缝凶应与恩内壁飞吻合耐，并征成形倡光滑侨，以疏避免丹引起本腐蚀泥的产崭生。照在制敞造过驻程中款应由旦专业价检验纳人员榆对汽俱包进逐行