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浅析压力容器应力腐蚀及其控制措施

栏目:财经金融发布:2010-04-30浏览:2100下载213次收藏

(台州市特种设备监督检验中心,浙江 台州 318000)
摘 要:文章阐述了压力容器应力腐蚀断裂产生的条件 和特征,并从合理选材、设计合理的结构、合理的制造工艺等方面提出了控制压力容器应力 腐蚀断裂的措施。
关键词:压力容器;应力腐蚀;残余应力
中图分类号:tq050.9  文献标识码:a  文章编号:1007—6921(2009)06—0112—02

压力容器主要应用于石油化工行业,由于其盛装着易燃、易爆、有毒或腐蚀性介质,并且长 期承受高温高压作用,是危险性较高的特种设备,在生产和使用中的失效形式比较复杂,易 发生事故。压力容器的应力腐蚀断裂(stress  corrosion  cracking, 简称scc)是指金属 在拉应力和特定的腐蚀性介质共同作用下发生的断裂破坏。scc所引起的破坏在事先往往没 有明显的变形预兆而突然发生脆性断裂,其危害性相当大。因此,研究压力容器的应力腐蚀 断裂对确保压力容器安全运行是十分必要的。
1 应力腐蚀断裂产生的条件
1.1 特定的材料化学成份与组织

研究表明: 钢材强度越高, 产生应力腐蚀裂纹的倾向也越大。综合国内外许多调查资料 ,屈 服强度σs高于 320mpa 的钢材焊制的液氨储罐, 几乎都发现有应力腐蚀裂纹 ,而屈服强度 σs低于220mpa 的低碳钢储罐, 只有比例很小的几台存在少量的应力腐蚀裂纹 ,而且产生应 力腐蚀的设备, 材料主要是奥氏体不锈钢与碳钢。
1.2 拉伸应力

只有当拉伸应力超过临界应力时压力容器才会发生应力腐蚀断裂。压力容器中的拉伸应力有 3个来源:
1.2.1 外应力。在一定压力下操作产生的应力, 内外温度差、反复加热和冷却所引起的 操作应力等。
1.2.2 残余应力。压力容器的残余应力来源很广, 主要来自深拉、冲孔、管板内胀管配 合不当的铆接、焊接等制造过程, 安装固定衬里施工也会产生残余应力。
1.2.3 腐蚀产物及腐蚀过程。阳极溶解所形成的各种产物的体积, 一般都大于被腐蚀掉 的金属体积, 这种体积变化在闭塞部位可以导致很大的应力。
1.3 环境因素

环境因素,尤其是腐蚀介质,对产生应力腐蚀断裂十分重要,只有特定的材料在拉伸应力和 一定环境的组合情况下,才能发生应力腐蚀断裂。另外,溶液的温度对应力腐蚀断裂也有影 响。一般来说,温度升高,易发生应力腐蚀断裂。但温度过高,由于全面腐蚀的进行,却抑 制了应力腐蚀断裂。此外,对某些体系来说,存在一个临界断裂温度,即在此温度下应力腐 蚀断裂最敏感。下面介绍一下碳钢和低合金钢焊制容器在naoh、湿h2s的应力腐蚀环境。 
1.3.1 naoh溶液。碳钢及低合金钢焊制化工容器如焊后或冷加工后,不进行消除应力热处理,则在naoh溶液中 的使用温度不得大于表1所列的

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