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某石化公司化肥廠鍋爐車間3號爐爐管泄露失效分析

文檔作者：張凱文文檔來源：中國石油烏魯木齊石化公司設(shè)備檢驗檢測院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月17日
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2014 年6 月
某石化公司化肥廠鍋爐車間3 號爐爐管泄露失效分析
張凱文(中國石油烏魯木齊石化公司設(shè)備檢驗檢測院)
摘要：化肥廠機動科委托監(jiān)測中心理化室，對其提供的化肥
廠鍋爐車間3 號爐爐管的泄漏進(jìn)行失效分析。據(jù)介紹，該爐管材
質(zhì)為：20G、規(guī)格為：φ51×5mm，工作溫度為：330℃，工作壓力為：
11.6MPa，介質(zhì)為：鍋爐水,已經(jīng)運行13 年。
關(guān)鍵詞：化肥廠；泄露；失效分析
一、宏觀檢驗
對化肥廠鍋爐車間3號爐爐管進(jìn)行觀察。發(fā)現(xiàn)其上焊接了
一塊板子，爐管和板子連接的一側(cè)焊縫上有裂紋，方向為縱向裂
紋，另一側(cè)有氣孔和裂紋，裂紋圍繞氣孔分布，主要有橫向裂紋，
周向裂紋和放射性裂紋。將管子切開，對內(nèi)壁進(jìn)行觀察，其內(nèi)壁
表面呈黑色，有附著物，其上有穿透性孔洞，沿孔洞處有周向裂紋
和放射性裂紋。將管子沿兩側(cè)焊縫的缺陷處強力拉開，發(fā)現(xiàn)缺陷
表面呈鐵銹紅，為陳舊性缺陷，其中一側(cè)裂紋指向焊縫根部未熔
合處，另一側(cè)氣孔和裂紋指向氣孔及夾渣處。
從宏觀檢驗可以看出，該爐管的開裂最開始是從外向內(nèi)進(jìn)行
的，裂紋源來自焊縫上的氣孔、夾渣和未熔合等缺陷，通過疲勞擴
展，最后在爐管上形成孔洞，造成泄漏。形成孔洞后，由于管內(nèi)介
質(zhì)流速和流向的改變，對孔洞周圍形成沖刷腐蝕。
二、厚度檢驗
對化肥廠鍋爐車間3號爐爐管孔洞處和周圍部位進(jìn)行厚度
檢測，其厚度值范圍為：4. 8- 5. 3mm，其中孔洞處厚度值為
4. 8mm。
從厚度檢測可以看出，該爐管孔洞周圍存在減薄現(xiàn)象，其余
部位厚度值未見明顯減薄。
三、電鏡檢驗
對化肥廠鍋爐車間3 號爐爐管拉開的缺陷處進(jìn)行電鏡檢
驗。其中一側(cè)焊縫上JX- 14- 002/ 1點裂紋指向根部未熔合處，
另一側(cè)焊縫上JX- 14- 002/ 2點有氣孔和裂紋，其中裂紋指向夾
渣和氣孔處。管子內(nèi)壁上有裂紋，裂紋兩側(cè)有附著物。
從電鏡檢驗可以看出，該爐管焊縫上存在氣孔、夾渣和未熔
合等缺陷，內(nèi)壁上有沖刷腐蝕產(chǎn)物。
四、能譜分析
對化肥廠鍋爐車間3號爐爐管拉開的缺陷進(jìn)行能譜分析，其
中JX- 14- 002/ 3 點夾渣的成份主要是鐵的氧化物，JX- 14-
002/ 4點內(nèi)壁上附著物的主要成分是鐵的氧化物和少量的硫氯。
從能譜分析可以看出，該爐管焊縫上存在夾渣，管子內(nèi)壁存
在鐵的氧化物。
五、金相檢驗（GB/T13299-1991 及焊接金相圖譜）
對化肥廠鍋爐車間3號爐爐管、焊縫及爐管內(nèi)壁裂紋進(jìn)行金
相檢驗。其中爐管上JX- 14- 002/ 5點的金相組織為：鐵素體+
珠光體，焊縫上JX- 14- 002/ 6點的金相組織為：先共析鐵素體+
珠光體+貝氏體，爐管內(nèi)壁上JX- 14- 002/ 7點存在蝕坑，裂紋為
穿晶形貌。從金相檢驗可以看出，該爐管和焊縫的金相組織正
常。
六、硬度檢測
對化肥廠鍋爐車間3號爐爐管、相連的板子和焊縫進(jìn)行硬度
檢測。其中爐管的硬度值為：141- 151HBHLD；板子的硬度值
為：151- 169HBHLD；焊縫的硬度值為：191- 236HBHLD。
從硬度檢驗可以看出，該爐管、板子和焊縫的硬度值正常。
七、結(jié)論
化肥廠鍋爐車間3號爐爐管泄漏的主要原因是由于爐管焊
縫兩側(cè)存在氣孔、夾渣和未熔合等缺陷，加之爐管由于振動或溫
度變化等因素，引起緩慢的疲勞擴展，最后在爐管上形成孔洞，造
成泄漏。另外，孔洞形成后，由于管內(nèi)介質(zhì)的流速和流向改變，對
孔洞周圍內(nèi)壁造成了沖刷腐蝕，加劇了泄漏的程度。
八、建議
1. 嚴(yán)把爐管焊接質(zhì)量關(guān)。
2. 及時進(jìn)行檢驗，防止缺陷擴展。
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