Debido a su mayor resistencia a la corrosión, tubos de acero inoxidable dúplex son ampliamente utilizados en industrias petroquímicas y otras industrias con entornos de medios hostiles. Aunque el acero dúplex tiene una buena resistencia a la corrosión, las fugas en la industria petroquímica a menudo ocurren debido a la corrosión de las tuberías dúplex u otras razones.

Después de una operación a corto plazo del intercambiador de calor de gas de acero inoxidable dúplex, apareció una fuga en la industria petroquímica. Podemos analizar exhaustivamente las razones de la fuga a corto plazo y la falla del tubo de intercambio de calor a través de los métodos de detección de morfología de corrosión, metalografía, dureza, etc., combinados con el entorno de corrosión del tubo de intercambio de calor, y brindar soporte técnico para posterior protección contra la corrosión.

Análisis de proceso

El material del tubo del intercambiador de calor probado es acero inoxidable dúplex 2205 (0Cr22Ni5Mo3N), el medio es aceite y gas y la temperatura es de 80 ° C.

El petróleo y el gas contienen una gran cantidad de sulfuro de hidrógeno, ion cloruro y dióxido de hidrógeno, que pertenecen a la corrosión a baja temperatura del cloruro de hidrógeno + sulfuro de hidrógeno + dióxido de hidrógeno en un medio ambiente complejo. Cuando el pH> 7, el mecanismo de daño dominante es la corrosión por agua ácida; cuando el pH <7 El mecanismo de daño dominante es la corrosión por ácido clorhídrico. Además, la presencia de sulfuro de hidrógeno provocará el agrietamiento por corrosión bajo tensión del acero al carbono y el acero de baja aleación en un ambiente húmedo de sulfuro de hidrógeno, y la presencia de iones cloruro provocará el agrietamiento por corrosión bajo tensión del cloruro del acero inoxidable austenítico. Debido al problema del proceso de procesamiento de petróleo y gas, la inyección de amoníaco también puede producir corrosión por cloruro de amonio.

Análisis del aspecto y comportamiento del material de la tubería con fugas.

2.1 Macromorfología

El intercambiador de calor es un intercambiador de calor de tubo en forma de U, el codo es un tubo liso, que se ha sometido a un tratamiento de solución de acuerdo con los requisitos de diseño, y el tubo recto es un tubo en espiral procesado por laminación. Las características macroscópicas de la placa de tubos del intercambiador de calor con fugas y el interceptado tubo de intercambio de calor son como sigue:

(1) El número y las características de distribución de los tubos de fuga de los tubos del intercambiador de calor. El número de tubos con fugas en la placa de tubos supera los 30; las ubicaciones de los tubos con fugas están distribuidas de forma irregular.

(2) Inspección por muestreo de las características de la superficie exterior del tubo de intercambio de calor. La superficie exterior de la ranura giratoria del tubo de intercambio de calor con fugas tiene una gran cantidad de defectos de rodadura. Aunque el número de tales defectos es grande pero la profundidad es relativamente poco profunda, obviamente no es la razón por la cual la operación a corto plazo del tubo de intercambio de calor se agrieta y tiene fugas, pero no se descarta que continúe expandiéndose durante funcionamiento a largo plazo del dispositivo.

(3) Las características de daño por corrosión de la superficie interior del tubo de intercambio de calor muestreado. La superficie interna del tubo cerca de la placa del tubo tiene las picaduras de corrosión más picantes. A medida que aumenta la distancia desde la placa del tubo, la corrosión por picadura correspondiente se reduce gradualmente. La poca profundidad de las picaduras en la superficie interior del tubo de intercambio de calor no debe ser la causa del funcionamiento a corto plazo del tubo de intercambio de calor que se agrieta y tiene fugas.

2.2 Análisis metalográfico

Observe la estructura local de las secciones transversal y longitudinal de la sección de la tubería a través de un microscopio metalográfico. La estructura de la matriz está compuesta por precipitados de austenita con bandas de ferrita. Las dos fases son aproximadamente equivalentes en número. Los precipitados de austenita se rayan a lo largo de la dirección de laminación de la tubería de acero. Distribución entre fases.

Hay una zona de deformación obvia cerca de la ranura en espiral en la superficie exterior de la sección de tubería, y la zona de deformación rodea completamente la ranura en espiral por laminación. Además, se encuentra que el fondo de parte de la ranura en espiral tiene una grieta de laminación con una longitud de aproximadamente 100 μm en su superficie lateral, lo que indica que la presión del proceso de hilado es muy grande; la existencia de la zona de deformación del proceso de hilado indica que el tubo de intercambio de calor en espiral no ha sido procesado después del proceso de hilado. Realice el tratamiento de recocido de alivio del estrés de la solución.

2.3 Análisis de composición química

Según los resultados del análisis, excepto por la ligera diferencia en los datos de nitrógeno, otros componentes cumplen con el estándar de material 2205.

2.4 Prueba de dureza

Las posiciones de detección de dureza se seleccionan respectivamente en la superficie interior de la parte inferior de la ranura en espiral del tubo de intercambio de calor en espiral y en la superficie interior del tubo sin procesar la ranura en espiral.

Análisis de resultados de inspección

Con base en los resultados de la inspección anterior, se concluye que la composición química y la estructura de la matriz (ferrita + austenita en bandas) de la tubería seleccionada cumplen básicamente con los requisitos de la norma de acero dúplex 2205. Los principales problemas son los siguientes.

(1) Hay muchos defectos de microgrietas en la pared interior

A través del análisis metalográfico, se encuentra que existe una gran cantidad de microgrietas en las partes cercanas a la expansión del cabezal del tubo o en las partes alejadas del cabezal del tubo. Este fenómeno muestra que estas grietas se han formado durante el proceso de laminado de tubos.

(2) Hay muchos defectos de procesamiento.

Hay una zona de deformación obvia cerca de la ranura en espiral en la superficie exterior del tubo de intercambio de calor, y la zona de deformación rodea completamente la ranura en espiral procesada por laminación. Además, hay grietas rodantes en la parte inferior de las ranuras en espiral de algunos tubos de intercambio de calor. La existencia de grietas en el proceso de laminación indica que la tensión de procesamiento es muy grande; la existencia de la zona de deformación del proceso de laminación indica que el tubo de intercambio de calor en espiral no ha sufrido un recocido de alivio de tensión de solución o un recocido de alivio de tensión insuficiente después del procesamiento.

(3) Daños por picaduras locales

Después de un breve período de funcionamiento, se han producido muchos hoyos, pero no muy profundos (aproximadamente 100 μm) en la pared interna del tubo de intercambio de calor. La aparición de estas picaduras de corrosión indica que los tubos de intercambio de calor de este lote tienen una resistencia insuficiente a las picaduras en el medio de trabajo, lo que obviamente afectará la vida útil de los tubos de intercambio de calor.

(4) Dureza

Los resultados de la prueba muestran que la dureza de la ranura en espiral procesada es obviamente mayor que la del área sin procesar, y la dureza del tubo de intercambio de calor es mayor, lo que aumentará la fragilidad del tubo y disminuirá la dureza plástica. Muestra que la deformación del tubo de intercambio de calor es demasiado grande cuando se procesa la ranura en espiral y no se realiza el tratamiento de alivio de tensión o el tratamiento de alivio de tensión es insuficiente después del procesamiento.

Con base en el análisis anterior, la falla de la fuga de la cabeza del tubo de intercambio de calor se debe a que el tubo del intercambiador de calor se encuentra en un ambiente corrosivo de sulfuro de hidrógeno húmedo, y la precipitación de la fase de martensita, la alta dureza y la concentración de tensión causada por la expansión y el procesamiento de hilado. causa La sensibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión por sulfuro aumenta considerablemente. Al mismo tiempo, las materias primas del tubo de intercambio de calor no cumplen con los estándares de calidad y hay una gran cantidad de microgrietas longitudinales en la pared interior. Aunque estas microgrietas son de corta longitud, estas microgrietas se expandirán rápidamente y formarán una penetración bajo la promoción de la corrosión por tensión de sulfuro durante la operación. grieta.

Se recomienda que se evite el daño de la superficie durante el proceso de laminación, y que se lleve a cabo un tratamiento de solución de todo el tubo después del procesamiento para evitar fugas en la industria petroquímica.

publicado por proveedor de accesorios de tubería de acero inoxidable, KAYSUNS.