某煉油廠自1988年投產使用一套18-8奧氏(shi)體不銹鋼焙燒爐設備,至1994年,四次發生沿爐體環焊縫的熱影響區斷裂,如圖6-6所示。后將18-8不銹鋼更換成抗腐蝕性更好的316L不銹(xiu)鋼,可是仍然無法防止斷裂的發生。


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1. 斷口分(fen)析


從(cong)圖(tu)6-6可(ke)以看(kan)出,裂(lie)(lie)(lie)紋產(chan)(chan)生于(yu)環(huan)縫(feng)的(de)熱影響區上(shang)兩(liang)側,當裂(lie)(lie)(lie)紋擴(kuo)展至臨(lin)界(jie)長度時(shi),穿過焊(han)縫(feng)失(shi)穩(wen)擴(kuo)展,導致(zhi)整個(ge)爐(lu)體最終斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。圖(tu)6-7是斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)位置的(de)金相照片,可(ke)以看(kan)出,裂(lie)(lie)(lie)紋均沿晶發(fa)展,呈(cheng)網狀、龜裂(lie)(lie)(lie)形式,屬于(yu)典型(xing)的(de)晶間腐(fu)蝕并導致(zhi)應力(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)口(kou)。由于(yu)裂(lie)(lie)(lie)紋產(chan)(chan)生時(shi)間相當長,在斷(duan)(duan)口(kou)上(shang)裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)穩(wen)定擴(kuo)展區,因介質的(de)腐(fu)蝕有一層(ceng)厚厚的(de)腐(fu)蝕產(chan)(chan)物。


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2. 分析鑒定


該(gai)爐體(ti)工(gong)作于(yu)富(fu)含氯(lv)離(li)子的(de)(de)(de)介質中(zhong),介質的(de)(de)(de)pH=3~5.斷口分析及電化(hua)學(xue)試驗表(biao)明:該(gai)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼爐體(ti)失(shi)效屬于(yu)氯(lv)離(li)子引(yin)起的(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)斷裂。檢(jian)查發現,在爐體(ti)安裝過程中(zhong),在焊(han)(han)接(jie)環(huan)(huan)(huan)縫(feng)(feng)(feng)時使用(yong)了(le)(le)支撐(cheng)墊(dian)板,焊(han)(han)后未(wei)做任何處理遺留(liu)在爐體(ti)內。由于(yu)支撐(cheng)墊(dian)板焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)與(yu)環(huan)(huan)(huan)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)垂直,造成(cheng)了(le)(le)三軸焊(han)(han)接(jie)殘余應(ying)力,同(tong)時還會引(yin)起腐蝕(shi)介質及氯(lv)離(li)子在此處聚集(ji)、濃縮,焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)及熱影響區(qu)處于(yu)高濃度的(de)(de)(de)腐蝕(shi)介質中(zhong),易于(yu)產生(sheng)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)及應(ying)力腐蝕(shi)。因此,遺留(liu)在爐體(ti)內的(de)(de)(de)支撐(cheng)板是(shi)造成(cheng)該(gai)爐體(ti)應(ying)力腐蝕(shi)失(shi)效的(de)(de)(de)重要原因。此外,在爐體(ti)環(huan)(huan)(huan)縫(feng)(feng)(feng)焊(han)(han)接(jie)過程中(zhong)使用(yong)了(le)(le)較大的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)規范,焊(han)(han)接(jie)速(su)度慢,焊(han)(han)條擺動大,這對于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)來(lai)說(shuo),是(shi)非常忌諱的(de)(de)(de)。


3. 結論和建議


  失效是由于(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼在(zai)氯(lv)離子(zi)介(jie)質中(zhong)發生應力腐(fu)蝕引(yin)起的。建議去(qu)除爐體(ti)中(zhong)的支撐墊板;在(zai)環焊縫(feng)的焊接過程中(zhong),要嚴格控制(zhi)焊接規范,保證焊接質量。