腐蚀、磨损失效分析

发布时间:2017-10-24 16:06来源:admin 0 点击收藏

腐蚀、磨损失效分析


  设备部件在使用过程中,由于经历了腐蚀、磨损等问题而导致的失效,往往会造成经济财产损失,甚至酿成人员伤亡的严重事故。所以,失效分析的主要目的就是找出引发失效的原因,经过采取有效措施,避免同类失效的发生。对于设备部件的失效分析,由于失效模式的多样性和复杂性,需要设计一个完整、合理的分析程序和实施步骤。以石化炼油厂的设备腐蚀失效为例,不同设备及部位,其腐蚀失效形式常常有多种类型,如常见的H2S+HCl+H2O腐蚀、环烷酸腐蚀、氯化铵腐蚀、冲蚀腐蚀、垢下腐蚀等。通常的失效分析实施步骤如下:

1、实地调研,收集整理失效设备的相关资料;

2、失效设备部件的现场调查;

3、实验室测试,初步原因判断;

4、模拟实验及验证;

5、对设备部件的失效原因进行综合分析;

6、提交失效分析报告并提供改进措施。


 

服务案例1:常减压装置蒸馏进油管焊缝应力腐蚀失效


  某炼油厂常减压装置蒸馏塔顶油气管线,在改炼高硫原油后,频繁发生开裂泄漏事故。油管主体为16Mn钢,泄漏区位于常减压蒸馏塔塔顶馏分油气的输出管路,泄漏点主要在焊缝和热影响区,如图所示,管线大部分焊缝和热影响区均有泄漏点,少数也发生在非焊缝区域。油气管内部介质为常减压蒸馏后得到的含杂质汽油,是典型的蒸馏塔塔顶馏分油,主要杂质为含量较高的硫化物和氯离子,含水约1%,工作温度为50℃

 

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泄漏部位

 

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 裂纹缺陷宏观形貌

 

 

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裂纹缺陷宏观形貌(a)焊缝区  b)基体

 

经过系统的失效分析后认为,裂纹形态具有典型的应力腐蚀特征,该裂纹主要沿焊缝的熔合线扩展。开裂原因是管道发生了酸性环境下的硫化物应力腐蚀开裂,其应力来源于焊接残余应力,腐蚀介质为管道内输送介质的H2S


 

服务案例2:核电二回路管道流动加速腐蚀的仿真分析


  压水堆核电站为了保护蒸汽发生器,其二回路水质要求为高pH和低溶解氧,而二回路碳钢管道在此工况下却容易发生流动加速腐蚀等问题。流动加速腐蚀(FAC)为碳钢或低合金钢管道在流动的单相水或汽液两相流下发生壁厚减薄的现象。所以,核电站换料大修时通常都会安排对二回路管道部件进行现场管道的壁厚测量。为了优化二回路管道的检测计划,更加有针对性的对重点部件进行跟踪监测以及提前防范管道破损事故的发生,采用腐蚀软件对二回路管道的流动加速腐蚀问题进行了仿真分析,并与实测数据进行对比,进一步验证了仿真分析结果的有效性。


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管道腐蚀情况模拟

 


服务案例3:气力输送管道的磨损失效分析及解决方法

  磨损是零部件失效的一种基本类型。通常意义上来讲,磨损是指零部件几何尺寸(体积)变小或者变形。零部件由于遭受磨损而失去原有设计所规定的尺寸要求或形状要求即称为磨损失效。气力输送由于具有输送量大,输送距离长,输送速度较高的特点,所以广泛应用于铸造、化工、医药、粮食等行业。气力输送由于物料对管壁的磨损可引发磨损失效,其磨损主要是粒子与管道内壁的撞击或摩擦造成的,气流速度越大,粒子撞击或摩擦的能量就越大,磨损越严重。但如果气流的速度降低,则被输送的物料就容易沉积在管道中,堵塞管道。

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气力输送耐磨管道磨损

     在气力输送中,管道磨损的原因主要有四点:

    (1)混合比。物料与空气的混合比愈低,磨损愈严重。

    (2)流速。与空气混合的物料在管道内的流速愈高,对管壁的磨损愈大。

    (3)物料性质。物料的磨蚀性愈大,磨损愈严重。

    (4)管径和风量的选择。如果选择不当,磨损呈级数倍增大。

   综合以上原因分析,延长气力输送的管道的使用寿命,需要从输送物料混合比、流速、物料性质、管道直径等四个方面着手考虑,简单的增中管壁硬度及厚度不是解决问题的根本方法。


标签:腐蚀,磨损

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