化工设备的检验与检测技术

化工设备的检验与检测技术1化工设备的检验与检测技术5/8/2024第一部分第二部分第三部分第四部分化工设备测试技术概论承压设备无损检测实例分析声发射检测实例分析压力容器损伤模式识别实例分析目录第五部分化工设备检测技术的优缺点2化工设备的检验与检测技术5/8/2024第一部分化工设备与测试技术概论3化工设备的检验与检测技术5/8/2024化工设备─概念化工生产中为了将原料加工成一定规格的成品,往往需要经过原料预处理、化学反应以及反应产物的分离和精制等一系列化工过程,实现这些过程所用的机械,常常都被划归为化工设备。化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热、传质、化学反应及储存物料等过程，是化工工艺的基础，实现化工生产的重要工具。4化工设备的检验与检测技术5/8/2024化工设备─分类指主要作用部件为运动的机械,如各种过滤机,破碎机,离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋转干燥机以及流体输送机械等。化工机器指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械,如各种容器（槽、罐、釜等）、普通窑、塔器、反应器、换热器、普通干燥器、蒸发器、反应炉、电解槽、结晶设备、传质设备、吸附设备、流态化设备、普通分离设备以及离子交换设备等。化工设备5化工设备的检验与检测技术5/8/2024旋转窑化工设备─分类旋转窑离心分离机搅拌机蒸发器塔设备换热器化工机器化工设备6化工设备的检验与检测技术5/8/2024化工设备─特点功能原理多样化在一定操作条件下(如温度、压力等)具有足够的机械强度具有优良的耐腐蚀性能多数设备外形长，体积庞大具有连续运转的安全可靠性密封性好

1

2

5

3

6

47化工设备的检验与检测技术5/8/2024测试技术─概念

所谓测试技术，测试是测量与试验的概括，是人们借助于一定的装置，获取被测对象有相关信息的过程。测试技术是测量和试验技术(MeasurementandTestTechnique)的统称。试验是机械工程基础研究、产品设计和研发的重要环节。在现代机电设备的研发和创新设计、老产品改造以及机电产品全寿命的各个过程的研究中，试验研究是不可缺少的环节。在工程试验中，需要进行各种物理量的测量，得到准确的定量结果。当然，不仅各类工程试验需要测量，机器和生产过程的运行监测、控制和故降诊断也需要在线测量。这时，测试系统大多就是机器和生产线的重要组成部分。8化工设备的检验与检测技术5/8/2024测试技术─分类指的是使用测试装置通过实验来获取被测量的量值的过程。确定量值即给定某一量的特定值是某个单位或某个基准量的多少倍，测量指的是在获取测量值的基础上，借助于人、计算机或些数据分析与处理系统，从被测量中提取被测量对象的有关信息。试验9化工设备的检验与检测技术5/8/2024测试技术─意义

随着技术的发展，安全生产和自动化生产越来越得到人们的重视。为了高效安全的进行生产操作，提高产品的质量和产量，首先必须对生产过程的各个参数进行可靠的测量，这些参数主要是生产过程中遇到的压力温度、流量、物位和成分等工艺参数。

因此能够在科研和生产中正确地选择测试原理、测量方法以及测量工具，组成合适的测试系统是研究的关键。

在化工生产中，测试技术得到广泛的应用，下面就各个化工设备中测试技术的应用做以详细的说明。10化工设备的检验与检测技术5/8/2024化工设备─离心泵离心泵作为系统中的动力源，对整个系统起到心脏的作用。因此离心泵参数的测量与控制对于整个生产过程意义重大。离心泵的控制内容是压力测定和流量测定与调节：(1)压力测定泵出口必须设置就地指示压力表，位置应在泵出口和第一个阀门之间，压力表的两次应该大于泵的最关闭压力。对于输送液化石油气的泵，泵进口也应该安装压力表，量程应当大于物料50C时的大饱和蒸气压。(2)流量测定与调节泵进口侧不允许大的压力降，有时一台泵可有多个用户，因此泵的流量测定系统都设在泵出口测。若工艺只要求测定流量，则只设指示仪表，可为累计流量或瞬时流量。若工艺要求调节或稳定流量，需要与其他参数关联，要根据不同工况选择流量调节方式。11化工设备的检验与检测技术5/8/2024化工设备─压力容器容器作为主要的反应器及储存设备，所测控的参数较多。容器的控制内容主要是测定或调节压力、温度和液位等。(1)压力包括就地压力知识，远传压力指示，压力定值调节，压力高低限报警。详见上离心泵的压力测量及仪表选用(2)温度包括就地温度指示，远传温度指示，温度高限报警等。温度测量的方法很多，一般可分为接触式测温法和非接触式测温法。在实际测量温度时，测量条件是多种多样的，针对不同的测量条件应选取不同的测量仪表(3)液位包括就地温度指示，远传液位指示，液位高低限报警。压力容器的液位控制会影响到反映的程度及物料的性质，储罐也需要通过液位测量来掌握物料的多少。生产过程中的液面情况十分复杂，除常温、常温、一般性介质水平液面情况外，还会遇到高温、高压、易燃易爆、粘性及多泡沫沸腾状的液面情况。在实际操作过程中，对液位测量的要求是多方面的，液位测量的范围变化也很大。针对这些不同的情况，应选用不同的液位计。12化工设备的检验与检测技术5/8/2024化工设备─塔设备塔是容器的一种，容器对各个参数的要就也适用于塔，但塔又有一些与一般容器不同的要求。现在以精馏塔为例，说明精馏塔系统对检测点选取的要求。(1)工艺要求塔顶产品质量，则检测点定在塔顶；要求釜液符合规格，则检测点在定在塔底部。(2)当塔顶或塔釜产品成分纯度很高，这样产品的组分和温度变化就很小，这时候应当建立合适的检测点，如放在最敏感的塔板上，使其具有最大的静态影响。(3)要避免在回流罐或其下游的管道上取样，以消除滞后影响，这时取样点宜悬在冷凝器和回流罐之间的管道上。(4)要避免在塔釜或其下游的管道上取样，一消除滞后影响，这时取样点宜选在下一块塔板降液管的液封处。(5)塔釜的液位计应安装在塔体上。(6)温度计管口一般开在塔的液相区，温度计套管应与塔板内的液体接触，所以布置温度计套管时，应注意塔内构件的布置。(7)压力计管口开在塔板下的气相区，对液面波动剧烈的塔，压力计应安装在可靠高度上，保证任何时候压力计管口均在气相区内。下面就化工设备中压力容器的几个无损检测应用实例做以详细的说明。13化工设备的检验与检测技术5/8/2024第二部分承压设备无损检测实例分析14化工设备的检验与检测技术5/8/2024

化学工业是衡量一个国家整体经济实力的一个重要的标准。在现今机械设备等大批量生产和投入使用的发展趋势下，对于机械设备的性能要求也成愈来愈苛刻的现象。

测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。无损检测以其独特的性质，在装置生产、安装、使用、维护、检修等整个过程中有着不可代替的作用。背景及意义15化工设备的检验与检测技术5/8/2024无损检测技术─概念现代无损检测的定义是:

在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质，状态进行检查和测试的方法16化工设备的检验与检测技术5/8/2024无损检测技术─分类无损检测磁粉检测(MagneticTesting，MT)是基于缺处漏磁场与磁相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。磁粉检测磁记忆(Metalmagneticmemory，MMM）检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法磁记忆检测声发射(AcousticEmission.AE)是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法声发射检测射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和末融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材，棒材的检测。射线技术超声检测(UltrasonicTesting.UT)是利用超声波在介质中传播时产生减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法超声波检测渗透检测渗透检测(PenetrantTest，PT)是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷17化工设备的检验与检测技术5/8/2024无损检测技术─国内外现状射线检测RadiographicTesting(缩写RT);超声检测UItrasonicTesting(缩写UT);磁粉检测MagneticparticleTesting(缩写MT);渗透检验PenetrantTesting(缩写PT);声发射AcousticEmission(缩写AE);泄漏检测LeakTesting(缩写UT);涡流检测EddycurrentTesting(缩写ET)等。国际上可以应用几乎所有的无损检测方法我国的无损检测技术尚未完善，主要是以射线检测、超声检测和涡流检测为主。18化工设备的检验与检测技术5/8/2024无损检测应用实例─承压设备的无损检测承压设备失效：1.高温、高压、低温、高真空、强腐蚀等苛刻条件下工作。2.受到风载荷、地震载荷、冲击载荷等变动载荷的作用。3.选材不当、材料误用、材料缺陷、材质劣化、介质腐蚀、制造缺陷、设计失误、缺陷漏检、操作不当、意外反应、难以控制的环境等。4.承压设备失去或者不能达到原设计要求(包括功能和寿命等)的现象。承压设备的无损检测主要方法是射线检测。19化工设备的检验与检测技术5/8/2024无损检测应用实例─承压设备的无损检测射线检测范围:JB/T4730的本部分规定了承压设备金属材料板和管的熔化焊对接接头的X射线和y射线检测技术和质量分级要求。适用于承压设备的制造、安装、在用检测中对接焊接接头的射线检测。规定的射线检测技术分为三级:A级─低灵敏度技术；AB级─中灵敏度技术；B级─高灵敏度技术20化工设备的检验与检测技术5/8/2024无损检测应用实例─承压设备的无损检测射线检测的标准：GB11533─1989标准对数视力表GB16357─1996工业X射线探伤放射卫生防护标准GB18465─2001工业y射线探伤放射卫生防护要求GB18871─2002电离辐射防护及辐射源安全基本标准HB7684─2000射线照相用线型像质计JB4730.1─2005承压设备无损检测第1部分:通用要求JB/T7902─1999线型像质计JB/T7903─1999工业射线照相底片观片灯GB/T19348.1─2003无损检测工业射线照相胶片第1部分:工业射线胶片系统的分类GB/T19348.2─2003无损检测工业射线照相胶片第2部分:用参考值方法控制胶片处理共计10个21化工设备的检验与检测技术5/8/2024无损检测应用实例─承压设备的无损检测射线检测的一般要求：射线检测人员射线胶片观片灯黑度计(光学密度计)增感屏表面要求和射线检测时机射线检测技术等级选择辐射防护22化工设备的检验与检测技术5/8/2024无损检测应用实例─承压设备的无损检测射线检测报告检测报告至少应包括下述内容:a)委托单位;b)被检工件:名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊接方汁和热处理状况;c)检测设备:名称、型号和焦点尺寸;d)检测标准和验收等级:e)检测规范:技术等级、透照布置、胶片、增感屏、射线能量、曝光量、焦距、暗室处理方式和条件等;f)工件检测部位及布片草图;g)检测结果及质量分级;h)检测人员和责任人员签字及其技术资格;i)检测日期。23化工设备的检验与检测技术5/8/2024承压设备的无损检测─结论通过对无损检测技术在化工设备中的应用的探讨，可以看出在当今化工领域的发展中，测试技术是信息技术三大支柱之一，在化工领域的工程研究，在化工设备的产品开发、生产监督、质量控制以及性能试验等诸多环节，有着不可替代的作用。测试技术是化工领域中的重要基础技术，也是国民经济发展和社会进步的一项重要基础技术，先进的测试技术也成为经济高度发展和科学现代化的重要标志之一。作为即将从化工与环境生命学部毕业的化机专业的学生，我们更有必要、有义务、更有责任去钻研测试技术理论，以理论开发技术，以技术指导生产，真真正正的成为能够承担国家未来建设的有用之才。24化工设备的检验与检测技术5/8/2024参考文献参考文献国家标准化委员会GB150-2011《钢制压力容器》中国石化出版社JB/T4730-2005《承压设备的无损检测》第三部分科学出版社《无损检测技术及应用》第2期中国石油工业出版社《石油化工设备无损检测及其应用》《测试技术在化工设备中的应用》化工与环境生命学部25化工设备的检验与检测技术5/8/2024第三部分声发射检测实例分析26化工设备的检验与检测技术5/8/2024声发射─概念声发射是一种较新的材料研究与无损检测技术，在材料研究部门及工业各个领域中已广泛应用。

所谓声发射，就是固体中应力波的发射，亦即固体内部缺陷（或者存在潜在缺陷）在外加应力的作用下自动产生的超声波。缺陷给固体材料内部造成了一种不连续状态，因而在其周围应变能较高，在外力作用下缺陷附近的应力高度集中。声发射产生的必要条件是团体内部声源机械作用的局部性与脉冲性。通常，金属中的相变、双晶、位错运动，以及微观裂纹的产生与发展都会形成应力波的激发源，辐射应力波，即声发射。27化工设备的检验与检测技术5/8/2024声发射─发展状况五十年代─人们只是从研究金属物理学的角度来研究声发射现象。六十年代初期─美国成功地应用声发射技术检测了火箭燃料罐。后来，又将声发射技术用于原子能压力容器的周期性检验与在线监听。六十年代中期─声发射就开始应用材料研究，产品质量控制，无损检验和结构完整性的评定方面。七十年代以来─在大量发展与改进声发射检测仪器的基础上，声发射渗透到各领域中，已成为无损检测与材料研究的一个新手段。广泛应用于诸如金属材料、绝缘陶瓷、高性能复合材料的实验研究。近年来─有些研究工作者，通过实验研究，在裂纹的发展与声发射参数之间建立了一些很有价值的数量关系式。28化工设备的检验与检测技术5/8/2024声发射─国内外现状声发射技术在压力容器无损检验方面的应用国外已相当普遍，特别是压力容器水压试验条件下的声发射监控已进入工业实用阶段。国外已生产专门用于压力容器声发射检测的多通道声发射仪。这类声发射器的功能较多，配有微处理机对声发射信号有频率、幅度、空间鉴别等方式，能实时显示有关信号参数及声源坐标位置可进行线定位、面定位、柱定位、球定位等多种定位，各种定位方式可以灵活地组合应用，以满足检测不同几何形状容器的需要。29化工设备的检验与检测技术5/8/2024声发射技术─实例1美国一炼油厂于1974年曾在加氢裂化装置上，对4个催化反应器、7个换热器和2个高压分离器利用声发射技术进行了现场检测。反应器的材料为铬，利用系统循环氢气进行加压试验。压力为1.05倍操作压力。多通道检测系统装在大客车中。用声发射检测可避免取出反应器中的催化剂，也就避免了催化剂的升温循环。换热器避免了36吨重管束的抽出和重新安装检漏等麻烦，而只需将设备外侧局部保温层拆掉，确定出传感器的位置即可，在19天的检测工作中对上述13台大型压力容器进行了全面的完整性评定，取得了良好的效果。30化工设备的检验与检测技术5/8/2024声发射技术─实例2加拿大在蒸汽─甲烷转化炉上，利用4通道声发射仪，在从开工到稳定操作的四天内进行了监控实验。该转化炉的原料为处理后的炼厂气和天然气。生产97%纯度的氢。炉管出口温度近1300℉，压力接近17个大气压。因设备温度较高使用了导波杆，对蒸汽甲烷转化炉的声发射在线监控结果是令人满意的，获得了转化炉耐热线的开裂信号，并能与环境噪声信号的区分开，这就证明在极强的环境噪声和高温条件下有可能利用声发射技术进行在线监控。31化工设备的检验与检测技术5/8/2024声发射技术─实例3为了评定如何在常压油品贮罐上使用声发射技术，日本电力中央研究院曾利用24通道声发射仪对直径10.6米、高8米、600吨的冷却水贮罐进行了声发射监控与缺陷定位的实验。实验是针对三种不同的操作条件进行：（1）贮罐侧板上开有人工缺陷，在正常注水过程中进行监控。（2）挖开局部罐底的基础，造成不均匀沉降，以进行破坏过程的监控。（3）利用通道声发射仪对新建成的贮罐进行初次灌注加载条件下的监控实验。监控实验结果证明，利用声发射技术完全可以对常压贮罐的完整性进行评定或监控，以防发生灾难性的泄漏事故。32化工设备的检验与检测技术5/8/2024声发射技术─检验特点（1）比较迅速经济。（2）用声发射时不必对缺陷位置选行“扫描”。（3）灵敏度高。（4）检测“动态”缺陷。（5）可用于容器的安全在线监控。33化工设备的检验与检测技术5/8/2024参考文献参考文献“ProposedStandardforAcousticEmissionExaminationDuringPlicationsofPresuresure”,E00096,1975.“NDTInternational”,P.l17-120,Jnle,1978.“AcousticEmissionapplications”jamesR.Wadin,1981,Dunegan/Endevco.《声发射技术与压方容器的无损检验》大庆石油学院学报34化工设备的检验与检测技术5/8/2024第四部分压力容器损伤模式识别实例分析35化工设备的检验与检测技术5/8/2024

压力容器是一种对人身和财产安全有较大危险的承压类特种设备，广泛应用于石油化工、冶金机械、航空航天等各个领域，由于压力容器通常承载着高温、高压介质，一旦发生爆炸泄漏往往会引发火灾、中毒等灾难性事故，给人民群众生活和社会经济稳定带来很大影响.压力容器在压力、温度和介质的共同作用下会造成材料性能下降、结构不连续或承载能力下降即为损伤，损伤的发展和积累将会引发设备失效和安全事故，基于损伤模式的识别，有助于在用压力容器的检测和评估，及时发现在用压力容器的新生缺陷，确定压力容器的安全状况等级，决定是否继续使用或监控使用，在其发生失效前及时进行修复或报废。背景及意义36化工设备的检验与检测技术5/8/2024一、压力容器损伤─概念损伤是指承压设备在外部机械力、介质环境、热作用等单独或共同作用下，造成的材料性能下降、结构不连续或承载能力下降。1.腐蚀减薄指在腐蚀性介质作用下金属发生损失造成的壁厚减薄。2.环境开裂指在腐蚀性介质作用下材料发生的开裂。3.材质劣化指由于服役环境作用下材料微观组织或力学性能发生了明显退化。4.机械损伤指材料在机械载荷或垫载荷作用下，发生的承载能力下降。37化工设备的检验与检测技术5/8/2024氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐、硝酸盐、碱、氨、胺、湿硫化氢破坏（氢鼓包、氢致开裂、应力导向型氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂）、氢氟酸致氢应力开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氢脆、高温水、连多硫酸、液体金属脆断等二、压力容器常见的损伤─分类压力容器的主要损伤模式分（5类73种），损伤模式分腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤、其他损伤等。1.腐蚀减薄：①全面腐蚀（均匀腐蚀）：盐酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、二氧化碳（碳酸）、环烷酸、苯酚、有机酸、高温氧化、大气（有、无隔热层）、冷却水、土壤、苛性碱、氯化铵、胺、高温硫化物、硫氰化铵、酸性水、甲铵腐蚀等.②局部腐蚀（非均匀腐蚀、局部减薄）：微生物腐蚀、锅炉冷凝水腐蚀、燃灰腐蚀、烟气露点腐蚀等。38化工设备的检验与检测技术5/8/2024二、压力容器常见的损伤─分类2.环境开裂：3.材质劣化晶粒长大、渗氮、球化、石墨化、渗碳、脱碳、金属粉化、σ相脆化、475°C脆化、回火脆化、辐照脆化、钛氢化、再热裂纹、脱金属腐蚀、敏化—晶间腐蚀。氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐、硝酸盐、碱、氨、胺、湿硫化氢破坏（氢鼓包、氢致开裂、应力导向型氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂）、氢氟酸致氢应力开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氢脆、高温水、连多硫酸、液体金属脆断等。39化工设备的检验与检测技术5/8/2024二、压力容器常见的损伤─分类4.机械损伤：5.其他损伤：高温氢腐蚀、腐蚀疲劳、冲蚀、蒸汽阻滞、低温脆断、过热、耐火材料退化、铸铁石墨化腐蚀、微动腐蚀。机械疲劳、热疲劳、振动疲劳、接触疲劳、机械磨损、冲刷、汽蚀、过载、热冲击、蠕变、应变时效。40化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析化学腐蚀单纯由化学作用而引起的腐蚀；电化学腐蚀当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀。区别形成了原电池，阳极进行氧化反应，阴极进行还原反应腐蚀损伤41化工设备的检验与检测技术5/8/2024化学腐蚀单纯由化学作用而引起的腐蚀电化学腐蚀当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀区别形成了原电池，阳极进行氧化反应，阴极进行还原反应三、典型损伤及失效分析损伤描述及损伤机理金属与盐酸接触时发生的全面或局部腐蚀。Fe+2HCl→FeCl2+H2损伤形态碳钢和低合金钢表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢表现为点蚀，形成直径为毫米级的蚀坑，甚至可发展为穿透性蚀孔。受影响的材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢。主要影响因素盐酸浓度：随盐酸浓度升高，腐蚀速率增大。温度：随温度升高，腐蚀速率增大；盐酸腐蚀42化工设备的检验与检测技术5/8/2024盐酸腐蚀三、典型损伤及失效分析常压塔顶油气线压力引出口盐酸腐蚀形貌损伤形态43化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析损伤描述及损伤机理金属与硫酸接触时发生的腐蚀Fe+H2SO4（稀）→FeSO4+H2损伤形态通常表现为壁厚均匀减薄或点蚀，碳钢焊缝和热影响区易遭受腐蚀，在焊接接头部位形成沟槽。受影响的材料按耐腐蚀性从弱到强排列：碳钢、316L不锈钢、铸铁主要影响因素酸浓度（65%质量比）流速（超过0.6米/秒）温度等硫酸腐蚀44化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析硫磺装置管线弯头及直管内壁酸性气腐蚀形貌损伤形态45化工设备的检验与检测技术5/8/2024损伤描述及损伤机理金属与硫酸接触时发生的腐蚀。Fe+H2SO4（稀）→FeSO4+H2损伤形态通常表现为壁厚均匀减薄或点蚀，碳钢焊缝和热影响区易遭受腐蚀，在焊接接头部位形成沟槽。受影响的材料按耐腐蚀性从弱到强排列：碳钢、316L不锈钢、铸铁主要影响因素酸浓度（65%质量比）流速（超过0.6米/秒）温度等三、典型损伤及失效分析损伤描述及损伤机理金属在潮湿的二氧化碳环境（碳酸）中遭受的腐蚀。H2O+CO2+Fe→FeCO3+H2损伤形态腐蚀多发生于气液相界面和液相系统内，以及可能产生冷凝液的气相系统冷凝液部位；腐蚀区域壁厚局部减薄，可能形成蚀坑或蚀孔；在紊流区，碳钢发生腐蚀时可能形成深度点蚀和沟槽。受影响的材料：碳钢、低合金钢。主要影响因素：浓度（pH值）、温度CO2腐蚀46化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析某井下油气管线内壁CO2腐蚀形貌损伤形态47化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析损伤描述及损伤机理:电化学腐蚀阳极反应：Fe→Fe2++2eFe2+→Fe3++e阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH-（中性或碱性溶液）O2+4H++4e→2H2O（酸性溶液）损伤形态碳钢和低合金钢表现为均匀减薄或局部减薄，敷设隔热层的表现为覆盖层下局部减薄受影响的材料碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、铝主要影响因素大气成份，湿度、温度等大气腐蚀48化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析包覆层下的大气腐蚀形貌损伤形态49化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析损伤描述及损伤机理苛性碱或碱性盐的浓缩通常在蒸发或高传热条件下造成金属腐蚀。损伤形态多表现为局部腐蚀，水汽界面的介质浓缩区域在腐蚀后形成局部沟槽；温度高于79℃的高浓度碱液可引起碳钢的均匀腐蚀，温度达到93℃时腐蚀速率非常大。受影响的材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢。主要影响因素碱液浓度：主要是苛性碱（氢氧化钠或氢氧化钾），碱浓度越高，腐蚀越严重。温度：随温度升高，腐蚀速率增大。碱腐蚀50化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析锅炉水冷壁管碱腐蚀形貌损伤形态51化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析损伤描述及损伤机理碳钢或其他合金在高温下与硫化物反应发生的腐蚀Fe＋RS→FeS＋R损伤形态多为均匀减薄，有时表现为局部腐蚀；表面覆盖有硫化物膜。受影响的材料所有铁基材料，镍基合金主要影响因素合金元素：硫化物腐蚀取决于产生保护性硫化物膜的能力温度：通常铁基合金温度超过260℃时开始发生高温硫化物腐蚀，温度越高，腐蚀越快硫含量高温硫化物腐蚀52化工设备的检验与检测技术5/8/2024三、典型损伤及失效分析炼油管道高温硫化物腐蚀形貌损伤形态53化工设备的检验与检测技术5/8/2024四、案例─分析

2018年8月，对动力厂一台在用的400m3氮气球罐进行定期检验，该球罐投用近十年，先后经过了两次全面检验均未发现问题。由于充装的介质为氮气，化学性质不活泼，常温下很难和其它物质发生化学变化，因此根据损伤模式识别分析，介质发生腐蚀的可能性较小，主要考虑球罐使用过程中承受的复杂应力状态可能形成的焊缝开裂，所以本次定期检验时将检验重点确定为球罐内外表面的宏观检验和内外部焊缝的无损检测。

54化工设备的检验与检测技术5/8/2024四、案例─分析

根据特种设备安全技术规范，对该球罐进行了宏观检验、壁厚测定、磁粉检测、超声检测、安全附件及仪表检验、超声相控阵检测。宏观检验和壁厚测定均符合要求，内外表面磁粉检测未发现缺陷，超声检测发现焊缝内部存在4处可疑缺陷，通过对该球罐定期检验发现，焊缝部位有4处存在超标的埋藏缺陷。分析属于现场安装时组装焊缝存在先天性的未熔合缺陷，在焊接残余应力和后期使用过程中交变载荷的共同作用下，未熔合部位形成微裂纹并不断扩展，最终形成超声检测和相控阵检测结果显示的新生线性缺陷。鉴于该球罐焊缝部位存在严重的埋藏缺陷，检验结论是停止使用，安全状况等级确定为5级，同时建议使用单位如果继续使用就必须对埋藏缺陷进行修复。55化工设备的检验与检测技术5/8/2024四、案例─所得及所感

基于损伤模式的在用压力容器检验是一种预防性检验，通过对在用压力容器的损伤模式进行识别分析，分析损伤最大可能性作为检验重点，制定可行的检验方案，利用无损检测方法对压力容器重点部位进行检测，既不漏检，又可提高效率，大幅提升新生缺陷的检出率，使在用压力容器发生失效前能够及时得到修复，进一步提高在用压力容器的运行安全性和稳定性，保证正常运行条件下压力容器的使用寿命，避免酿成灾难性事故。56化工设备的检验与检测技术5/8/2024参考文献参考文献《数据采集原理》西北工业大学出版社《测试工控通讯系统抗干扰性能用功率信号源》《固定式压力容器安全技术监察规程》

北京:新华出版社《承压设备损伤模式识别》北京:中国标准出版社，2014．《承压设备无损检测》北京:新华出版社，2015．57化工设备的检验与检测技术5/8/2024第五部分化工设备检测技术优缺点58化工设备的检验与检测