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油田壓力容器裂紋形成原因分析
論文類別:專家論文
作 者:佚名
所在地區(qū):油田壓力容器裂紋形成原因分析
下載次數(shù):1104
摘 要:
    油田壓力容器介質(zhì)內(nèi)含H2S,從設(shè)備腐蝕和防腐技術(shù)方面考慮,需將其含量控制在(20~30)mg/L,而在實際生產(chǎn)過程中,介質(zhì)H2S含量遠(yuǎn)超過這一數(shù)值,導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)裂紋,可判斷為H2S應(yīng)力腐蝕裂紋,也叫做硫裂。H2S應(yīng)力腐蝕裂紋主要是在H2S腐蝕介質(zhì)與受拉應(yīng)力材料共同作用導(dǎo)致的脆性破壞,是一種機(jī)械和電化學(xué)復(fù)合作用造成的破壞,介質(zhì)中H2S遇到水后形成氫硫酸,隨著其中H+的電離,溶液表現(xiàn)為弱酸性,與壓力容器的金屬內(nèi)壁反應(yīng)而出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕。此外,氫離子捕獲電子后成為氫原子,由于較小的直徑,可能在金屬內(nèi)部擴(kuò)散,在微裂紋、位錯和晶格缺陷等處聚集,使材料的脆斷性增加,H2S應(yīng)力腐蝕裂紋是腐蝕介質(zhì)、拉應(yīng)力、材料等多方共同作用的結(jié)果。
    1.4焊接維修導(dǎo)致的裂紋
    油田使用的壓力容器通常為長期運行的生產(chǎn)設(shè)備,漫長的使用過程中會出現(xiàn)不同程度的損耗,甚至?xí)l(fā)生損壞,油田企業(yè)出于成本的考慮,并不會直接更換而是采取焊接等維護(hù)、修理措施來保證壓力容器性能,延長使用壽命,但在焊接維修過程中容易產(chǎn)生裂紋。對相關(guān)壓力容器維修資料進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),在焊接維修的部位通常會因集中的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋和裂痕,這也是加大壓力容器裂紋生成風(fēng)險的一個重要因素。在壓力容器的焊接維修中,一般會采取環(huán)焊接和縱焊接兩種焊接手法,不同的焊接手法會導(dǎo)致形成裂紋的可能性不同,也會有不同的裂紋程度,相關(guān)統(tǒng)計資料顯示,在壓力容器焊接維修中,相對于縱焊接,環(huán)焊接更容易出現(xiàn)裂紋。
    1.5錯邊現(xiàn)象產(chǎn)生的裂紋
    導(dǎo)致壓力容器產(chǎn)生裂紋的因素復(fù)雜繁多。研究發(fā)現(xiàn),在壓力容器生產(chǎn)制造過程中存在的錯邊現(xiàn)象很容易導(dǎo)致裂紋。因為壓力容器出現(xiàn)錯邊,加大了彎曲應(yīng)力,使整體集合應(yīng)力出現(xiàn)聚集,極大增加了壓力容器出現(xiàn)裂紋的可能性。
    2容易出現(xiàn)裂紋的部位和檢驗方法
    解決壓力容器產(chǎn)生裂紋的問題,首先要分析容易出現(xiàn)裂紋的部位,再制定針對性的預(yù)防措施。應(yīng)力集中部位是第一個應(yīng)該關(guān)注的重點部位,如焊縫部位、明顯的焊接熱影響區(qū);制造過程中出現(xiàn)相關(guān)問題并返修的部位;拼接部位;表面損壞或刮傷的部位;容器出現(xiàn)過泄漏的部位等。其次是關(guān)注容易發(fā)生腐蝕的部位,如壓力容器中容易留存污垢的坑、縫、孔等;介質(zhì)不容易出現(xiàn)流動的部位;容器的底部和頂部等。明確容易出現(xiàn)裂紋的部位后確定檢驗方法。常規(guī)的檢驗方法主要包括宏觀檢查、表面探傷、硬度檢查和金相檢查等方式。宏觀檢查時通過放大鏡或直接用肉眼檢查容器內(nèi)部,重點檢查結(jié)構(gòu)突變等可能出現(xiàn)應(yīng)力集中的位置。表面探傷可采取磁粉探傷方式,發(fā)現(xiàn)裂紋后再改用射線或超聲方式復(fù)驗,再次確認(rèn)。硬度檢查時,如果檢查部位的硬度高于正常值的30%,要采取其他檢查方法復(fù)驗。金相檢驗用于容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕的部位,如果組織中出現(xiàn)樹木根須狀或細(xì)長裂紋,則可能存在應(yīng)力腐蝕裂紋。

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