某煉油廠自1988年投產使用一套18-8奧氏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不銹鋼(gang)，可是仍然無法防止斷裂的發生。


6.jpg


1. 斷口分析


從圖(tu)6-6可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)，裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)產生于(yu)環縫(feng)的(de)(de)熱(re)影響(xiang)區上兩側(ce)，當(dang)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)擴(kuo)展至臨界長(chang)度時，穿過(guo)焊(han)縫(feng)失穩擴(kuo)展，導致(zhi)整個爐(lu)體(ti)最終斷裂(lie)。圖(tu)6-7是斷裂(lie)位置的(de)(de)金相(xiang)照(zhao)片，可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)，裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)均(jun)沿晶(jing)(jing)發展，呈網狀、龜裂(lie)形(xing)式，屬于(yu)典型的(de)(de)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)并導致(zhi)應力腐蝕(shi)斷口。由于(yu)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)產生時間相(xiang)當(dang)長(chang)，在斷口上裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)穩定擴(kuo)展區，因介質的(de)(de)腐蝕(shi)有(you)一層厚厚的(de)(de)腐蝕(shi)產物。


7.jpg


2. 分析鑒(jian)定


該爐(lu)體(ti)(ti)(ti)工(gong)作于(yu)(yu)富含氯(lv)離(li)子(zi)的(de)介質中(zhong)(zhong)，介質的(de)pH=3~5.斷口分析及(ji)(ji)電(dian)化學(xue)試(shi)驗(yan)表明：該奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)爐(lu)體(ti)(ti)(ti)失(shi)效屬于(yu)(yu)氯(lv)離(li)子(zi)引起的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂。檢(jian)查發(fa)現，在(zai)(zai)(zai)爐(lu)體(ti)(ti)(ti)安(an)裝過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)環縫時使用(yong)了(le)支(zhi)撐(cheng)墊(dian)板(ban)，焊(han)(han)(han)后未(wei)做任何處(chu)理遺留(liu)在(zai)(zai)(zai)爐(lu)體(ti)(ti)(ti)內。由(you)于(yu)(yu)支(zhi)撐(cheng)墊(dian)板(ban)焊(han)(han)(han)縫與環焊(han)(han)(han)縫垂(chui)直，造成(cheng)了(le)三軸(zhou)焊(han)(han)(han)接(jie)殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)，同時還會引起腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質及(ji)(ji)氯(lv)離(li)子(zi)在(zai)(zai)(zai)此(ci)處(chu)聚集、濃(nong)縮，焊(han)(han)(han)縫及(ji)(ji)熱影響區處(chu)于(yu)(yu)高濃(nong)度(du)(du)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質中(zhong)(zhong)，易于(yu)(yu)產生晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)及(ji)(ji)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。因此(ci)，遺留(liu)在(zai)(zai)(zai)爐(lu)體(ti)(ti)(ti)內的(de)支(zhi)撐(cheng)板(ban)是(shi)造成(cheng)該爐(lu)體(ti)(ti)(ti)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效的(de)重(zhong)要原(yuan)因。此(ci)外，在(zai)(zai)(zai)爐(lu)體(ti)(ti)(ti)環縫焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)使用(yong)了(le)較大的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)規(gui)范，焊(han)(han)(han)接(jie)速度(du)(du)慢，焊(han)(han)(han)條擺動(dong)大，這(zhe)對于(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)來說，是(shi)非常忌諱的(de)。


3. 結論和建議


  失(shi)效是由于(yu)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)在氯離(li)子(zi)介(jie)質(zhi)中(zhong)發生(sheng)應力腐蝕引起的(de)。建議去除爐(lu)體中(zhong)的(de)支撐墊(dian)板；在環焊(han)縫的(de)焊(han)接(jie)(jie)過程中(zhong)，要嚴(yan)格控(kong)制(zhi)焊(han)接(jie)(jie)規范，保證焊(han)接(jie)(jie)質(zhi)量。