加氢换热器热电偶套管泄漏失效分析.pdf

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第�期��· ��·�
从图�可见,接管材料的微观组织为奥氏体加�触而产生的猜测,又用接管材料制作了另一样本�
碳化物,晶粒度为�级,在奥氏体组织的晶界上分��未用试剂浸蚀�用于扫描电镜观测。结果发现,�
布有许多碳化物。�仍然存在着孔洞,如图�所示。�
�.�扫描电镜分析�
由于泄漏部位破坏且泄漏部位非常细小,所以�
无法取样进行断口微区分析及断口能谱检查,仅对�
接管样本进行了扫描电镜分析,分析结果如图�~�
�所示。从图�可以看到晶界上碳化物的分布情�
况以及其对晶界的影响。将图�中的某点放大得�
到图�,从图�可见,该点实际上已产生了孔洞。�
并且这样的孔洞不是唯一的,接管样本上的另一孔�
洞如图�所示。�
图�接管材料样本未浸蚀扫描电镜分析��������
�.�接管应力有限元分析�
采用�����有限元分析软件对加氢换热器与�
接管的接合部位进行了宏观应力分析,如图�所�
示¨�。分析结果表明,该部位的最大应力在接管纵�
剖面与换热器内表面相交处,最大应力为�������,�
仍在材料的弹性范围内。因为从宏观上没有考虑晶�
界孔洞对应力分布的影响,所以计算出的最大应力�
不会引起接管发生宏观上的弹性或塑性破坏。�
图�接管样本扫描电镜成分分析�������
图�������有限元分析等效应力分布�
图�孔洞���������针对材料的微观损伤情况,可进行微观组织应�
力情况有限元分析�。针对奥氏体材料晶粒一晶�
界组合及晶界孔洞的情况进行了微观组织应力有�
限元分析,如图�,�所示。�
图�孔洞���������
为了排除孑�洞是在样品制作过程中与试剂接���局部应力放大�
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石油化工腐蚀与防护�第��卷�
焊接热影响区过饱和的碳会从奥氏体中析出形成�
碳化铬��。因碳的质量分数太高,碳化铬的形成�
使得很多晶界处成了极端贫铬区,这些区域在一定�
的介质条件下会产生晶间腐蚀,而留下很多孔洞。�
宏观及微观有限元分析表明,在加氢换热器的操作�
压力�������下,这些孔洞沿晶扩展,当接管中的�
孔洞内外贯通后,发生了泄漏。�
图�晶界有孔洞时应力分布�
�处理措施�
针对加氢换热器热电偶套管接管处发生泄漏�
因为晶界通常由晶间杂质及碳化物等组成,�
的情况,对加氢设备零部件的材质情况进行了一次�
所以晶粒和晶界的弹性模量不一样。一般来说,晶�
全面检查,对材质不合格的零部件进行了更换。更�
界的弹性模量大于晶粒的弹性模量。当材料承受�
换时对材料进行了稳定化处理,同时采用适宜的焊�
载荷时,应力会重新分布,且最大应力在晶界和晶�
粒交界处�见图��。�’�接工艺,以减少焊接热影响区晶间贫铬现象。采取�
从图�可见,当晶界上有腐蚀或高温熔解出现�这些措施后,重整加氢装置的运行状况良好。�
孔洞时,最大应力发生在晶界上,微裂纹可能沿着�
受损的晶界而扩展,呈现沿晶断裂。�参考文献�
�泄漏原因分析���
���.武汉