裂解爐文丘里壓力表引壓管斷裂原因分析
描述了乙烯裝置裂解爐文丘里引壓管出現斷裂的特征，并對出現斷裂的原因進行了分析，制定了針對性的檢修措施, 并提出了改進建議。
某化工廠80萬t/a乙烯裝置采用的是美國斯通韋伯斯特 (S&W)公司的專利技術，年操作時間為8 000h，裝置的操作 彈性是60%?110% ；
乙烯裝置主要由裂解、急冷、壓縮、冷分離、熱分離、制冷、 等單元組成。裂解爐為USC型管式裂解爐；急冷油塔、急冷 水塔、堿洗塔采用S&W的波紋塔盤；裂解氣壓縮采用五段壓 縮，分離系統采用雙塔前脫丙烷、前加氫、低壓乙烯塔與乙 烯壓縮機構成開式熱泵、深冷分離采用了 S&W公司最新的專 利技術HRS (熱集成精餾系統）等先進的工藝技術；運行安 全可靠，投資低，能耗較低。
1.基本概況
巡檢人員發現7#裂解爐文丘里壓力表引壓管在2017年1 月5日出現開裂泄漏，裂紋出現在焊口處，經過停爐，緊急更 換部分管件，將此問題暫時解決。
2.檢測結果
2.1宏觀及低倍觀察
從圖1可見，斷裂的位置主要集中在焊縫熱影響區附近， 斷口表面布滿腐蝕產物。從低倍形貌可以看出，斷口表面有 二次裂紋，同時在引壓管的內壁也發現了從內壁向外壁擴展 的裂紋。
3.綜合分析
通過宏觀和微觀觀察可見，斷裂位置主要位于焊縫熱影 響區區域內，并向母材擴展.
開裂是由內壁起源并向外壁擴展。 斷口表面有腐蝕產物附著，并有二次裂紋，裂紋沿晶擴展，能譜檢測發現斷口表面含有高含量S元素和一定量的Cl元素，因 此初步判斷斷裂是由于發生硫化物應力腐蝕開裂造成的 (SSCC)，氯元素起到了促進作用。
應力腐蝕開裂（SCC)是指應力和腐蝕介質聯合作用下金 屬材料所發生的一種局部腐蝕破壞。應力腐蝕開裂一般具有 如下特征：
1)一種合金材料只有在“特定”的介質中才會發生 SCC。對于奧氏體不銹鋼，可能造成SCC的環境有：含氯化 物的冷凝水或氯化物水溶液、海水、H#及NaOH-H#水溶液等。
2)SCC裂紋擴展方向通常與拉應力方向垂直，形態有裂 紋沿晶界擴展和穿晶界擴展兩張狀態。
3)產生SCC的孕育期很長，但裂紋一旦萌生，擴展速度 很快。斷口觀察表明，即使像奧氏體不銹鋼這種韌性很好的 材料，其應力腐蝕開裂的斷裂模式也為脆性斷裂。
從以上特征可以看出，該失效件斷裂區域屬于奧氏體不 銹鋼的熱影響區，從應力水平上講，存在焊接殘余應力，介 質為裂解氣，從斷口成分分析可見，介質中含有硫化物和Cl 元素，屬于斷裂敏感環境，因此才發生SSCC現象。
煉油設備的SCC受下列參數復雜交互作用的影響：①暴 露于酸性環境中的材料的化學成分、強度、熱處理和顯微組織； ②材料的總拉應力（外加應力與殘余應力之和）；③材料中的 氫流量，即游離水的存在、硫化氫濃度、pH及其它諸如氰化 物和二硫化物離子濃度等環境參數；④溫度；⑤時間。
分析裂紋的起源，從金相組織觀察中可見，樣件存在晶 間腐蝕，304不銹鋼如果發生晶間腐蝕，說明其在焊接或者使 用過程中在其敏化溫度區間內有停留，一般不銹鋼的敏化溫 度為450?850 °C，可見其焊接或者使用過程中均有可能出現這個溫度區間。
4.結論
通過以上檢測分析，得出如下結論：
1)壓力表引壓管斷裂的主要原因是由于其發生硫化物應 力腐蝕開裂；
2)裂紋的起源應為焊接熱影響區的組織發生了晶間腐蝕， 而引壓管熱影響區發生晶間腐蝕的原因可能為焊接過程或者 使用過程的溫度處于450?850 V的不銹鋼敏化溫度區間內有關。
5.建議
根據以上失效原因，提出建議如下：
1)從選材上，可以在不銹鋼中添加鈮或鈦等元素，提高 抗晶間腐蝕的能力，比如可以選擇321不銹鋼；
2)焊接過程中，在可以滿足強度的前提下，盡可能選用 低強度焊材.
3)焊后可以進行焊后消除應力的熱處理，焊后熱處理溫 度應按照熱處理制度盡可能取上限。
6.結束語
綜上分析，可以準確判斷出壓力表引壓管斷裂的原因是 應力腐蝕開裂，也并給出了相關改進建議。通過升級材質和 焊接后處理可以有效避免這一問題再次發生。下一步檢修期 間對次問題進行改進，徹底消除安全隱患。本次對壓力表引 壓管斷裂的分析，為同行業積累了寶貴經驗。
