蒸汽过热炉过热器失效分析及其故障机理研究

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某石化公司苯乙烯装置蒸汽过热炉过热器管在中压汽包加碱煮炉过程中多处发生断裂。蒸汽过热器的规格为φ89×6.5mm,采用1Crl9Ni9奥氏体不锈钢。为分析事故原因,防止类似事故再次发生,本文对炉管断裂进行了故障诊断,并对故障机理作了研究。 首先,对裂纹和断口形貌进行观察和分析,结果表明:为典型的应力腐蚀裂纹,断口呈典型的脆性穿晶解理形貌;断口腐蚀产物为氧化物,并有一定量的Na元素残存。 其次,对所用的1Cr19Ni9不锈钢的弯管及直管进行了化学成分,金相组织及力学性能等项目的复检,结果表明:材料符合国家相关标准。 第三,应力分析和测试表明,管子焊缝附近存在着较大的焊接残余应力和热膨胀引起的附加应力。 通过大量实验研究和运用理论进行分析,结论为:蒸汽过热器管断裂,是由于中压汽包在煮炉过程中碱液进入了蒸汽过热器管所导致的不锈钢应力腐蚀断裂。 为防止应力腐蚀断裂发生,建议采取以下对策:即在耐蚀材料的合理选择、应力消除、结构改良、使用环境的改善等方面采取相应的措施。
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