Благодаря более высокой коррозионной стойкости, дуплексные трубы из нержавеющей стали широко используются в нефтехимической промышленности и других отраслях с суровыми средами. Хотя дуплексная сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью, утечка в нефтехимической промышленности часто возникает из-за коррозии дуплексных труб или по другим причинам.

После непродолжительной эксплуатации дуплексного газового теплообменника из нержавеющей стали возникла утечка в нефтехимической промышленности. Мы можем всесторонне проанализировать причины кратковременной утечки и выхода из строя теплообменной трубки с помощью методов обнаружения морфологии коррозии, металлографии, твердости и т. Д. В сочетании с коррозионной средой теплообменной трубки и предоставить техническую поддержку для последующая защита от коррозии.

Анализ процесса

Материал тестируемых трубок теплообменника - дуплексная нержавеющая сталь 2205 (0Cr22Ni5Mo3N), среда - нефть и газ, температура - 80 ° C.

Нефть и газ содержат большое количество сероводорода, хлорид-иона и диоксида водорода, которые относятся к низкотемпературной коррозии хлористого водорода + сероводорода + диоксида водорода в сложной среде среды. Когда pH> 7, основным механизмом повреждения является кислотная водная коррозия; при pH <7 Преобладающим механизмом повреждения является коррозия соляной кислотой. Кроме того, присутствие сероводорода вызовет коррозионное растрескивание углеродистой стали и низколегированной стали под напряжением во влажной сероводородной среде, а присутствие хлорид-ионов вызовет коррозионное растрескивание под напряжением аустенитной нержавеющей стали. Из-за технологических проблем переработки нефти и газа закачка аммиака может также вызвать коррозию хлорида аммония.

Анализ внешнего вида и характеристик материала протекшей трубы

2.1 Макроморфология

Теплообменник представляет собой U-образный трубчатый теплообменник, колено представляет собой гладкую трубку, которая была обработана раствором в соответствии с требованиями конструкции, а прямая трубка представляет собой спиральную трубку, обработанную прокаткой. Макроскопические характеристики трубной решетки протекающего теплообменника и перехваченного теплообменная трубка являются следующими:

(1) Количество и характеристики распределения утечек трубок теплообменника. Количество негерметичных трубок на трубной решетке превышает 30; Места протекания трубок распределены неравномерно.

(2) Выборочный контроль характеристик внешней поверхности теплообменной трубки. На внешней поверхности прядильной канавки негерметичной теплообменной трубки имеется большое количество дефектов прокатки. Хотя количество таких дефектов велико, но глубина относительно мала, это, очевидно, не является причиной растрескивания и утечки теплообменной трубки при кратковременной эксплуатации, но не исключено, что она будет продолжать расширяться во время длительная эксплуатация устройства.

(3) Характеристики коррозионного повреждения внутренней поверхности отобранной теплообменной трубки. На внутренней поверхности трубы около трубной решетки больше всего ямок точечной коррозии. По мере удаления от трубной решетки соответствующая питтинговая коррозия постепенно уменьшается. Небольшая глубина питтинговых ямок на внутренней поверхности теплообменной трубки не должна быть причиной кратковременной эксплуатации теплообменной трубки с трещинами и утечками.

2.2 Металлографический анализ

Наблюдать за локальной структурой поперечного и продольного сечений участка трубы через металлографический микроскоп. Структура матрицы состоит из выделений феррит + полосчатый аустенит. Эти две фазы примерно эквивалентны по количеству. Выделения аустенита имеют полосы вдоль направления прокатки стальной трубы. Распределение между фазами.

Рядом со спиральной канавкой на внешней поверхности участка трубы имеется явная зона деформации, причем зона деформации полностью окружает спиральную канавку при прокатке. Кроме того, было обнаружено, что дно части спиральной канавки имеет на боковой поверхности трещину прокатки длиной около 100 мкм, что указывает на то, что давление процесса прядения очень велико; наличие зоны деформации в процессе прядения указывает на то, что спиральная теплообменная трубка не обрабатывалась после процесса прядения. Провести отжиг для снятия напряжений на растворе.

2.3 Анализ химического состава

Согласно результатам анализа, за исключением небольшой разницы в данных по азоту, другие компоненты соответствуют стандарту материала 2205.

2.4 Испытание на твердость

Позиции определения твердости соответственно выбираются на внутренней поверхности дна спиральной канавки спиральной теплообменной трубки и на внутренней поверхности трубки без обработки спиральной канавки.

Анализ результатов проверки

На основании результатов вышеуказанной проверки сделан вывод, что химический состав и матричная структура (феррит + полосчатый аустенит) выбранной трубы в основном соответствуют требованиям стандарта 2205 для дуплексной стали. Основные проблемы заключаются в следующем.

(1) На внутренней стенке много дефектов микротрещин.

Металлографическим анализом было обнаружено большое количество микротрещин на деталях вблизи расширительной головки или на удаленных от нее деталях. Это явление показывает, что эти трещины образовались в процессе прокатки трубы.

(2) Есть много дефектов обработки

Рядом со спиральной канавкой на внешней поверхности теплообменной трубки имеется явная зона деформации, причем зона деформации полностью окружает спиральную канавку, обработанную прокаткой. Кроме того, на дне спиральных канавок некоторых теплообменных трубок имеются трещины качения. Наличие трещин в процессе прокатки указывает на то, что напряжение обработки очень велико; наличие зоны деформации в процессе прокатки указывает на то, что спиральная теплообменная трубка не подвергалась отжигу для снятия напряжения на раствор или недостаточному отжигу для снятия напряжения после обработки.

(3) Локальное точечное повреждение

После короткого периода эксплуатации на внутренней стенке теплообменной трубки образовалось множество ямок, но не очень глубоких (около 100 мкм). Возникновение этих коррозионных ямок указывает на то, что теплообменные трубки данной партии обладают недостаточной питтинг-стойкостью к рабочей среде, что, очевидно, отразится на сроке службы теплообменных трубок.

(4) твердость

Результаты испытаний показывают, что твердость обработанной спиральной канавки явно выше, чем твердость необработанной области, а твердость теплообменной трубки выше, что увеличивает хрупкость трубки и снижает пластическую вязкость. Это показывает, что деформация теплообменной трубки слишком велика, когда спиральная канавка обрабатывается, и обработка для снятия напряжения не выполняется, или обработка для снятия напряжения недостаточна после обработки.

Основываясь на приведенном выше анализе, отказ от утечки головки теплообменной трубки происходит из-за того, что трубка теплообменника находится во влажной коррозионно-агрессивной среде, и выделение мартенситной фазы, высокая твердость и концентрация напряжений, вызванные обработкой расширения и прядения, будут причина Сильно повышается чувствительность к коррозионному растрескиванию под действием сульфидов. При этом сырье теплообменной трубки не соответствует стандартам качества, а на внутренней стенке имеется большое количество продольных микротрещин. Хотя эти микротрещины короткие по длине, эти микротрещины будут быстро расширяться и образовывать проникновение под воздействием сульфидной коррозии под напряжением во время работы. трескаться.

Рекомендуется избегать повреждения поверхности во время обработки прокаткой, а обработку раствора всей трубы следует проводить после обработки, чтобы избежать утечки в нефтехимической промышленности.

Сообщение от поставщик трубной арматуры из нержавеющей стали, 1ТР4Т.