壓力容器材料劣化的原因
2021-06-03 15:55:44
作者： 設備管理與防腐 來源： 設備管理與防腐
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劣化
任何與容器表面接觸的物質，無論是有機或無機組分、污水或淡水、蒸汽或空氣，都可能在容器表面引起劣化。劣化的形式可以是電化學、化學、機械或以上三種形式的綜合。
劣化可能由于溫度、應力、疲勞（包括由振動和壓力變化引起的疲勞）、沖擊、高速沖刷或紊流所致。
腐蝕
腐蝕是引起壓力容器材質劣化的主要原因，并且可能發生在容器的任何部位。劣化的嚴重程度受介質中腐蝕性物質的濃度、溫度、特性以及材料耐蝕性的影響。
煉油廠中最常見的內部腐蝕介質是硫化物和氯化物組分、苛性堿、無機酸、有機酸、水（特別是低pH的水）、沉積物或疏松的腐蝕性化學物質，其他用于特殊工藝過程的化學物質也可能腐蝕容器。
例如，由于苛性堿與應力共同作用引起的應力腐蝕斷裂，嚴重的石墨化腐蝕，孔洞式和層間型脫鋅腐蝕，沉積物堵塞及沉積物下腐蝕。
外部腐蝕，特別是隔熱層內，隨著濕度的增加而加快，該種腐蝕還隨空氣環境中的污染物而加速發展。在工業區和海濱地區的環境條件下特別易于引起腐蝕。
沖蝕
沖蝕是指由固體顆粒或液滴在材料表面的沖刷引起的表面材料損耗，經常發生在節流處、流向轉變處或由于紊流引起的高流速處。典型的沖蝕發生在出入口的接管處、內部管線、隔柵或塔盤折流板、進口接管正對的容器壁、內部支承板和受沖擊的折流板處。
組織和成分變化
壓力容器在可能引起材料顯微結構和金相組織變化的工況下運行時，顯微結構和金相組織的變化常常影響金屬的力學性能，并導致裂紋或其他劣化。
微觀組織變化既可由對金屬的加熱和冷卻失誤所致，也可由金屬的化學成分變化所致。這些變化的例子有石墨化、氫脆、碳化合物析出、晶間腐蝕和脆化。
機械應力
如不采取預防機械應力的措施，將引起容器失效。溫度驟變、周期性溫度變化、振動、任何原因引起的超壓力波動以及外界載荷等都是機械應力源。裂紋、鼓脹、扭曲和內部裝置的傾覆是機械應力作用的表征。
選材錯誤或加工失誤
在壓力容器上發生的許多問題都可以歸結到選材錯誤或加工失誤。由于選材錯誤或加工失誤造成的問題有斷裂、泄漏、堵塞和嚴重腐蝕。
在制造容器前或制造容器的過程中，容器材料內部的夾層如果未被發現，在容器投入運行后，夾層可能擴張，當夾層擴張至板材表面時，就表現為裂紋。
板材中可能存在表面難以發現的缺陷，腐蝕后，這些缺陷會導致泄漏。如果泄漏非常嚴重或裂紋接近臨界值，則會導致失效。
對于新工藝缺乏經驗，可能會造成選材不當而導致嚴重腐蝕。修理時采用物理性能不合適的材料也能導致嚴重腐蝕或失效。
制造錯誤
制造錯誤包括焊接質量差、熱處理不當、制造配合尺寸超出GB150.1~150. 4-2011的尺寸誤差范圍、內部設備安裝不當、法蘭或螺紋接頭組件不匹配。
（1）焊接質量差
不正確的焊接工藝或粗糙的焊接可能會引起未焊透、未熔合、裂紋、咬邊、夾渣和氣孔，其中任何一種情況都可導致裂紋產生或引起失效。
（2）熱處理不當
熱處理不當會造成焊縫附近的殘余應力偏高，影響金屬的物理性能及其耐蝕性，也可導致材料硬化，并可在振動影響下開裂。
高殘余應力可能導致在容器運行一段時間后出現延遲裂紋，尤其是在接管和補強板周圍。在腐蝕條件下，高殘余應力可導致應力腐蝕裂紋，也可導致耐蝕性的改變。
熱處理溫度過高或保溫時間過長會造成材料的損害，以至于材料的物理性能不能滿足技術要求。
（3）尺寸偏差
制造工藝不當可導致誤差超過GB150.1~150. 4--2011允許的范圍，這將導致應力集中并可能引起失效。
（4）安裝不正確
內部設備的不正確安裝可降低運行效率、通道堵塞及在壓力波動時內部設備的移位。
（5）組裝不正確
法蘭、螺紋連接組件的不匹配或緊固不當可引起滲漏，如果是螺紋連接則會造成完全失效。
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