摘 要:某油田終端處理廠輕烴區(qū)脫乙烷塔塔體鋼板存在開裂現(xiàn)象,為了查找鋼板的開裂原因, 采用理化檢驗(yàn)、有限元等方法對(duì)其進(jìn)行分析。結(jié)果表明:塔體鋼板材料化學(xué)成分中的鉻元素含量低 于標(biāo)準(zhǔn)值,其耐蝕性降低;冷彎處理使鋼板組織重新發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,材料的硬度增加,材料表層受 到彎曲拉應(yīng)力,內(nèi)部的低溫介質(zhì)增加了材料開裂的風(fēng)險(xiǎn);塔體外表面存在多種加載應(yīng)力,以及由硫 化物、氯離子造成的腐蝕缺陷,其使塔體鋼板發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。
關(guān)鍵詞:脫乙烷塔;奧氏體不銹鋼;應(yīng)力腐蝕;開裂
中圖分類號(hào):TG142.71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):1001-4012(2022)04-0043-06
某 油 田 終 端 處 理 廠 輕 烴 區(qū) 脫 乙 烷 塔 塔 體 高 28.6m,下 段 直 徑 為 1 500 mm,上 段 直 徑 為 1000mm,塔 體 厚 度 為 14 mm,設(shè) 計(jì) 壓 力 為 2.0MPa,設(shè)計(jì)溫度為-65 ℃或10 ℃,塔體鋼板材 料為06Cr19Ni10鋼,該塔為露天設(shè)計(jì),一直暴露于 海洋大 氣 環(huán) 境 中。塔 的 運(yùn) 行 壓 力 為 16.5×10 5 ~ 17.0×10 5 Pa;塔頂出氣口溫度為-20~-12 ℃,氣 體組分為乙烷(大于95%);回流溫度為-20 ℃,下 段進(jìn)料口溫度為-35~-20 ℃。
根據(jù)建造 資 料,塔 體 鋼 板 在 焊 接 之 前 經(jīng) 過 冷 彎加工 處 理,建 造 完 成 后,設(shè) 備 經(jīng) 過 射 線 檢 測(cè) 合 格,且 對(duì) 外 表 面 進(jìn) 行 涂 裝 與 用 保 溫 材 料 覆 蓋。 2014年,對(duì)塔體進(jìn)行檢查,拆除保溫材料后,發(fā)現(xiàn) 保溫棉發(fā)黃,塔體外壁潮濕,部分保溫層部位存在 雨水積聚。對(duì) 塔 體 外 壁 涂 層 進(jìn) 行 觀 察,發(fā) 現(xiàn) 某 些 部位涂層 剝 落,且 存 在 明 顯 的 腐 蝕 跡 象。進(jìn) 一 步 對(duì)脫乙烷塔 塔 體 鋼 板 外 表 面 進(jìn) 行 滲 透 檢 測(cè),發(fā) 現(xiàn) 多處存在裂紋,且與多處腐蝕位置相吻合,經(jīng)過統(tǒng) 計(jì),裂紋出現(xiàn)在下段直徑為1500mm 的 塔 體 上, 多數(shù)集中在 下 封 頭 往 上 的 第 三 個(gè) 筒 節(jié) 上,第 四 筒 節(jié)上僅有少量裂紋。
經(jīng)進(jìn)一步檢查,塔體內(nèi)壁未發(fā)現(xiàn)明顯裂紋,塔體 裂紋均位于外壁,并沿軸向開裂,母材與焊縫位置均 有裂紋萌生,其中母材位置的裂紋較多,裂紋最長(zhǎng)約 800mm,裂紋深度達(dá)到10mm。
為了查找鋼板的開裂原因,采用理化檢驗(yàn)、有限 元等方法對(duì)其進(jìn)行分析。
1 理化檢驗(yàn)
1.1 宏觀和微觀分析
選取第五筒節(jié)試樣上的裂紋進(jìn)行宏觀觀察,其 宏觀形貌如圖1所示,圖中圓圈標(biāo)注位置有多條淺 裂紋。采用ZeissEVO18型掃描電鏡對(duì)淺裂紋的微觀形貌進(jìn)行觀察,其微觀形貌如圖2所示,由圖2 可知,淺 裂 紋 為 典 型 的 樹 枝 狀 形 貌,且 呈 間 斷 式 連接。
