某煉油廠自1988年投產使用一套18-8奧氏體不銹鋼焙燒爐設備,至1994年,四次發生沿爐體環焊縫的熱影響區斷裂,如圖6-6所示。后將18-8不銹鋼更換成抗腐蝕性更好的316L不銹鋼,可是仍然無法防止斷裂的發生。


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1. 斷口分析


從圖6-6可以看出,裂紋產生于環縫的熱影響區上兩側,當裂紋擴展至臨界長度時,穿過焊縫失穩擴展,導致整個爐體最終斷裂。圖6-7是斷裂位置的金相照片,可以看出,裂紋均沿晶發展,呈網狀、龜裂形式,屬于典型的晶間腐蝕并導致應力腐蝕斷口。由于裂紋產生時間相當長,在斷口上裂紋的穩定擴展區,因介質的腐蝕有一層厚厚的腐蝕產物。


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2. 分析鑒定


該爐體工作于富含氯離子的介質中,介質的pH=3~5.斷口分析及電化學試驗表明:該奧氏體不銹鋼爐體失效屬于氯離子引起的應力腐蝕斷裂。檢查發現,在爐體安裝過程中,在焊接環縫時使用了支撐墊板,焊后未做任何處理遺留在爐體內。由于支撐墊板焊縫與環焊縫垂直,造成了三軸焊接殘余應力,同時還會引起腐蝕介質及氯離子在此處聚集、濃縮,焊縫及熱影響區處于高濃度的腐蝕介質中,易于產生晶間腐蝕及應力腐蝕。因此,遺留在爐體內的支撐板是造成該爐體應力腐蝕失效的重要原因。此外,在爐體環縫焊接過程中使用了較大的焊接規范,焊接速度慢,焊條擺動大,這對于奧氏體不銹鋼的焊接來說,是非常忌諱的。


3. 結論和建議


  失效是由于奧氏體不銹鋼在氯離子介質中發生應力腐蝕引起的。建議去除爐體中的支撐墊板;在環焊縫的焊接過程中,要嚴格控制焊接規范,保證焊接質量。