钢制压力容器腐蚀及开裂分析
压力容器和压力管道的失效(破坏)与事故分析
压力容器和压力管道的失效（破坏）1．失效的定义：完全失去原定功能；虽还能运行，但已失去原有功能或不能达到原有功能；虽还能运行，但已严重损伤而危及安全，使可靠性降低。
2．失效的方式：1）从广义上分类：过度变形失效：由于超过变形限度而失效。
断裂失效：由于出现裂口而失效。
表面损伤失效；因表面腐蚀而导至失效。
2）一般分类：可分为a)过度变形失效：失效后存在较大的变形。
b)断裂失效：失效是由于存在缺陷如裂纹、腐蚀等缺陷而引起的。
c)表面损伤失效：因腐蚀、表面损伤、材料表面损伤等原因引起的失效。
3．失效的原因1）韧性失效：容器所受应力超过材料的屈服强度发生较大的变形而导致失效，原因为设计不当、腐蚀减薄、材质劣化强度下降、超压、超温。
断口有纤维区、放射纹区、剪切唇区。
2）脆性失效：容器在无明显变形情况下出现断裂导致失效，开裂部位存在较大的缺陷（主要是裂缝），材质劣化变脆、应力腐蚀、晶间腐蚀、疲劳、蠕变开裂。
断口平齐，有金属光泽，断口和最大主应力方向垂直。
3）疲劳失效：容器长期受交变载荷引起的疲劳开裂导致疲劳失效。
原因为容器长期受交变载荷、开裂点应力集中、开裂点上有小缺陷。
断口比较平齐光整，有三个区萌生区、疲劳扩展区和瞬断区。
其中扩展区有明显的贝壳样条纹。
4）腐蚀失效：因腐蚀原因导致失效。
均匀腐蚀减薄导致强度不够；应力腐蚀导致断裂；晶间腐蚀导致开裂；氢蚀导致开裂、点蚀造成的泄漏；缝隙腐蚀造成的泄漏或开裂；冲蚀造成局部减薄，泄漏；双金属腐蚀造成局部减薄。
晶间腐蚀：金属材料均属多晶材料，晶粒间存在晶界，晶间腐蚀是指晶界发生腐蚀。
应力腐蚀：金属材料的材质、介质、和拉应力三个因素共同作用下发生的裂纹不断扩大。
裂纹的发展可以是沿晶的也可以是串晶的。
氢蚀：在高温下氢气常形成原子状态氢极易渗透到钢材内部，进入钢材的氢与渗碳体中的碳生成甲烷，使渗碳体脱碳材料变软，生成的甲烷在金属中体积增大，使金属内压力增大金属表面形成鼓包。
腐蚀失效的形式：韧性失效、脆性失效、局部鼓胀、爆破、泄漏、裂纹泄漏、低应力脆断、材质劣化。
一般压力容器事故及其分析
一般压力容器事故及其分析一般压力容器出现事故的主要原因是由以下情况造成的：容器结构不合理、设计计算有误、粗制滥造、错用材料、强度不足等，尤其是焊缝质量低劣，没有执行严格的质量管理制度，安装不符合技术要求安装附件规格不对、质量不好，以及在运行中超压、超负荷、超温，没有执行定期检验制度等，使压力容器发生失效导致事故发生。
1 国内外压力容器典型事故举例例1 1974年4月15日，罗马尼亚波特什蒂年产20万吨乙烯装置，因乙烯球罐材质不合格引起破裂，三台乙烯球罐相继炸裂，酿成死亡一人，受伤四五十人，损失达一千万美元。
例 2 美国东部俄亥俄州克里夫兰市一个液化天然气贮罐基地，在1944年10月20日发生重大事故。
事故从一台ф21.3×12.8的圆桶形贮罐开始，先在其1/3~1/2高度处泄漏喷出气体和液体，接着听到雷鸣般响声，形成二次空间爆炸，变成火焰，然后贮罐爆炸，酿成大火，20min后，进一步引起邻近的ф17.4球罐的倒坍爆炸，造成128人死亡，400余人受伤，直接损失达680万美元。
大火烧毁面积11.7万M2，受害范围65万M2。
例 3 国内某厂浴室用的一台换热器发生爆炸，强大气浪将浴室后墙冲垮，房屋倒坍134m2，房顶板全部倒坍，所有洗澡人员全部压在里面。
该换热器系自行制造，工艺质量特别是焊缝质量低劣，1978年10月发现焊缝大量漏水，敷焊了事，导致灾难性事故的发生。
例4 国内某厂ф1000mm加压变换冷却塔，8mm厚16Mn钢板卷焊，操作压力为0.8MPa。
1970年投产时原高8m，1973年为提高冷却能力，增高3m，在现场焊接施工，当时为抢时间，在提高的3m 内壁处未经喷铝防腐，因受H2S腐蚀而壁厚逐渐减薄，在使用、维修中也有所觉察(补焊过三次)，终于在1976年12月爆成二段而倒坍，爆炸口位于接高段筒体器材上，壁厚已不到1mm，最厚的不到3mm。
2 对一般常见事故技术分析压力容器事故的原因，一般来说往往是多方面的，对事故的技术分析，要找出主要原因和直接原因。
奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施
设备运维奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施黄慧（柳州市特种设备检验所，广西柳州545006）摘要：奥氏体不锈钢压力容器由于出现晶间腐蚀情况，会使整个结构出现早期失效情况，不仅会对钢材的正常使用造成影响，还会导致出现生产事故，增加企业的经济损失，还会提升人力物力成本。
所以需要深入探索奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀的产生原因，并且按照不同原因提出针对性地预防处理措施，全面发挥出奥氏体不锈钢的性能，促进社会的发展。
关键词：奥氏体不锈钢；压力容器；晶间腐蚀；原因随着工业生产的快速发展，在现代石油行业，制药行业以及化工行业等均已广泛应用不锈钢制品，该类物品在国民经济发展中具有重要作用。
然而由于企业在使用不锈钢时没有正确认识该种材料，因此时常发生生产事故问题[1]。
由于奥氏体不锈钢压力容器所产生的晶间腐蚀会对该压力容器的运行安全性和稳定性造成极大影响，因此本文主要是探讨分析奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因，希望能够找寻到降低晶间腐蚀破坏影响的措施，从前期设计以及认知等方面入手，希望能够预防和处理奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀问题，并且为相关人员起到参考性价值。
1奥氏体不锈钢的基本分析一般情况下，不锈钢是指暴露在空气中能够抵抗腐蚀的钢材料，按照钢材组织结构可以分为奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体不锈钢，铁素体不锈钢以及马氏体不锈钢；按照化学成分可以将不锈钢分为铬镍不锈钢和铬不锈钢。
其中应用最为普遍的是奥氏体不锈钢。
纯铁在常温条件下的存在形式为α-Fe，该存在形式晶格为体心立方结构，单位晶胞原子数为2，致密度为0.68。
纯铁在高温环境下晶体结构为γ-Fe，晶格为面心立方结构，单位晶胞原子数为4，致密度为0.74。
晶格以此为单位进行扩展，邻近晶格共用同一个原子，这样能够扩大为立体结构。
若材料由单晶格扩展形成，就属单晶，比如电子行业所使用的单晶硅[2]。
若材料是由多种晶格所共同发展，则属于多晶体，奥氏体不锈钢的晶间是两个独立晶格所相交的位置。
压力容器典型事故案例调查和分析(doc 10页)(正式版)
宁波理工学院化工安全工程期末作业题 目 压力容器典型事故案例调查与分析姓 名 杨云海 学 号 3080515074分院(系) 生物与化学工程分院专业班级 08 化学工程与工艺 2班指导教师 赵迎宪完成日期 2012 年1月 6 日压力容器典型事故案例调查与分析-----姓名 ： 杨云海 专业班级： 化工082 学号：3080515074）摘要 ：压力容器是工业生产、科学研究及人民生活中广泛使用的一种特种承压设备，具有易燃、易爆、有毒等特点。
在温度、压力及腐蚀介质的综合作用下，极易导致设备失效破坏，造成事故的发生。
因此，为保障设备安全运行，必须对压力容器进行定期检验。
本文就针对一次由压力容器损坏引起的重大事故为分析对象介绍了在使用压力容器的应注意事项及如何防止此类事故发生的办法。
Abstract: The pressure vessel is industrial production, scientific researchand widelyused in people's lives in a special pressure equipment, flammable, explosive, toxic and other features. In temperature, pressure and the combined effect of corrosive media, can easily lead to damage to equipment failure caused the accident.Therefore, to protect the safe operation of equipment, must carry out periodic inspection of pressure vessels. In this paper, for a pressure vessel damage caused by a major accident for the analysis of objects described in the use of pressure vessels precautions to prevent such accidents and how to approach.关键词：压力容器典型事故安全使用注意事项防范Keywords: pressure vessel Typical accident Safe use Note Against 1、压力容器安全基础知识概述主要内容：一、压力容器界定与分类。
压力容器典型事故案例调查和分析
c:\iknow\docshare\data\cur_work\.....\更多资料请访问.(.....)c:\iknow\docshare\data\cur_work\.....\宁波理工学院化工安全工程期末作业题目压力容器典型事故案例调查与分析姓名杨云海学号3080515074分院(系)生物与化学工程分院专业班级08 化学工程与工艺 2班指导教师赵迎宪完成日期2012年1月6 日压力容器典型事故案例调查与分析-----姓名：杨云海专业班级：化工082 学号：3080515074）摘要：压力容器是工业生产、科学研究及人民生活中广泛使用的一种特种承压设备，具有易燃、易爆、有毒等特点。
在温度、压力及腐蚀介质的综合作用下，极易导致设备失效破坏，造成事故的发生。
因此，为保障设备安全运行，必须对压力容器进行定期检验。
本文就针对一次由压力容器损坏引起的重大事故为分析对象介绍了在使用压力容器的应注意事项及如何防止此类事故发生的办法。
Abstract:The pressure vessel is industrial production, scientific research and widely used in people's lives in a special pressure equipment, flammable, explosive, toxic and other features. In temperature, pressure and the combined effect of corrosive media, can easily lead to damage to equipment failure caused the accident. Therefore, to protect the safe operation of equipment, must carry out periodic inspection of pressure vessels. In this paper, for a pressure vessel damage caused by a major accident for the analysis of objects described in the use of pressure vessels precautions to prevent such accidents and how to approach.关键词：压力容器典型事故安全使用注意事项防范Keywords: pressure vessel Typical accident Safe use Note Against1、压力容器安全基础知识概述主要内容：一、压力容器界定与分类。
P110钢和13Cr不锈钢的腐蚀疲劳裂纹扩展研究
wt%）Cu图1 P110钢金相组织图2 13Cr钢金相组织根据GB/T 6398-2000（金属材料疲劳裂纹扩展速率实验方法）和GB/T 20120.2-2006（金属和合金的疲劳试验），并结合外径为197mm，壁厚为管柱和外径为177.8mm，壁厚为17mm管柱，确定标准C(T)试样的具体尺寸，试样裂纹方向与油管轴向一致。
图3、图4分别为P110和管的取样位置示意图。
图5为油井管材料C(T)工的实际尺寸。
图3 P110油管取样示意图图4 13Cr油管取样示意图6 PLD-200kN疲劳试验机图7 读数显微镜装置读数显微镜是将放大裂纹传送到计算机，实时1. 有机玻璃上箱体；2. 橡胶垫圈；3. 玻璃垫圈；4. 下箱体；5. 试样夹头图8 腐蚀环境盒结构示意图扫描电镜装置为日本电子公司生产的JSM-6390型扫描电镜，通过扫描电镜观察腐蚀产物膜形貌，疲劳、腐蚀疲劳断口，如图9所示。
图9 扫描电镜实物图1.2 实验内容本文实验分为5组，分别研究了频率对P110钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响；介质对P110钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响；介质对13Cr钢的腐蚀钢分别在下的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的差上）、图10 P110钢不同频率下的裂纹扩展速率曲线由图10可见，频率越低，裂纹扩展速率越快。
因为频率越低，每个周期内裂纹张开的时间越长，则每个周期内的腐蚀损伤时间越长，裂纹尖端会生成较厚的腐蚀产物膜，在交变载荷作用下产物膜脱落，新鲜金属表面裸露被重新腐蚀，应力损伤促进了腐蚀作用，腐蚀和应力损伤共同作用时，两者相互促进，加快了金属的断裂失效。
2.2 介质对P110钢和13Cr钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响P110钢和13Cr钢的CT试样通过夹具夹持在疲劳试验机夹头，频率为1Hz，腐蚀介质为3.5wt%Nacl液，pH值分别为7和3，采用应力比为0.1的正弦波进行应力加载，最大应力12kN，最小1.2kN。
首先预裂2mm，随着裂纹的扩展，不断降低最大应力，且每次降载幅度小于10%。
JB／T4732—1995（（钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认）出版发行
JB／T4732—1995（（钢制压力容器——分析设计标准》
（2005年确认）出版发行
佚名
【期刊名称】《化工设备与管道》
【年(卷),期】2008(45)2
【摘要】JB／T4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认）已出版发行，广大标准用户可直接从全国化工设备设计技术中心站订购。
（电话／传真：************）
【总页数】1页(P8-8)
【关键词】分析设计标准;钢制压力容器;出版发行;设备设计;中心站
【正文语种】中文
【中图分类】TH49;G235
【相关文献】
1.JB4732—95钢制压力容器——分析设计标准适用范围浅议 [J], 张洪林
2.JB4732-95《钢制压力容器——分析设计标准》综述 [J], 李建国
3.JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》与GB150.1～150.4-2011《压力容器》的分析及比较 [J], 郜愿锋;张旭;夏金辉;吴久江
4.JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》中内压回转壳体厚度计算公式的简单修正 [J], 王为国;寿比南;杨国义
5.JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》若干问题的说明 [J], 李建国
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钢制压力容器
钢制压力容器简介钢制压力容器是一种用于储存或传输液体或气体的设备，其主要特点是能够承受高压力力的作用。
由于钢材具有较高的强度和耐腐蚀性，因此被广泛应用于压力容器的制造领域。
本文将介绍钢制压力容器的结构、工作原理、制造工艺以及常见的应用场景。
结构钢制压力容器通常由以下几个组成部分构成：1.外壳：钢制压力容器的外壳采用高强度材料制造，通常为圆筒形状。
外壳的尺寸和形状根据不同的应用需求进行设计。
外壳的壁厚通常较大，以确保其能够承受高压力的作用。
2.封头：钢制压力容器的两端通常由封头密封，以确保容器内部的液体或气体不泄漏。
封头的形状有多种选择，如圆形、椭圆形和球形等，根据容器的具体形式进行设计。
3.支承构造：为了保证钢制压力容器的稳定性和安全性，容器通常需要采用支承构造。
支承构造的设计应考虑到容器在运行过程中承受的压力和重量，以确保容器能够安全地承载和传递这些力。
工作原理钢制压力容器是通过将液体或气体置于封闭的空间内，使其受到加压而存储或传输的。
当容器内部加压时，容器壁将承受高压力的作用，并在容器内部形成均匀分布的应力。
容器壁的厚度和材料的选择需要根据容器的设计压力和使用环境进行合理的选定。
当容器内部压力增加时，容器壁所受的应力也随之增加，直到达到材料的极限承载能力。
如果超过了材料的极限承载能力，容器可能会发生破裂或爆炸事故。
因此，钢制压力容器的设计和使用必须满足相应的安全标准和规范。
制造工艺钢制压力容器的制造通常经过以下几个主要步骤：1.材料选择：选择合适的钢材作为容器的材料，需要考虑到材料的强度、耐腐蚀性和耐高温性等因素。
常用的钢材有碳钢、不锈钢和合金钢等。
2.设计和计算：根据容器的使用要求和工作环境，进行容器的设计和计算。
包括容器的尺寸、壁厚、支撑结构和封头形状等等。
3.制造和焊接：根据设计要求和计算结果，对容器进行制造和焊接。
焊接是钢制压力容器制造的核心工艺，焊接质量直接关系到容器的安全性和性能。
压力容器破裂形式
脆 性 破 坏
原因
温度 ：因为钢在低温下或在某易特定的温度范围 内其冲击韧性急剧下降 裂纹性缺陷 ：压力容器受压元件一旦产生裂纹， 这个区域的实际的应力要比按常规方式计算的数 值高的多，材料的实际强度比无裂纹的理想材料 的强度低，即使材料有足够的韧性，但当裂纹缺 陷达到一定的尺寸界限时，仍可能发生脆性断裂
表面、晶界及 非金属夹杂物 处滑移
金属疲劳断口
疲劳裂纹产生与扩展区，象贝壳一样的同心弧线花纹
最后断裂区，与静载荷下带有尖锐缺口的构件断口相似
1.高应力低周疲劳 锅炉压力容器的疲劳是在结构局部高应力、低交 变周次下发生的疲劳，叫低周疲劳。其交变载荷 引起的最大应力超过材料的屈服点，而疲劳寿命 N＝102～105 2.低应力高周疲劳 低应力、高交变周次下发生的疲劳。其交变载荷 引起的最大应力在材料屈服点以下，疲劳寿命 N≥1×105。
氯离子对奥氏体不锈钢容器的应力腐蚀： 无论是高浓度的氯离子，还是高温高压水中 微量的氯离子，均可对奥氏体不锈钢造成应力腐 蚀。应力腐蚀裂纹常产生在焊缝附近，最终造成 容器破裂。 潮湿条件下一氧化碳对气瓶的应力腐蚀： 工业一氧化碳气体中常含有二氧化碳和水分， 在气瓶反复充装、应力交变的条件下，气瓶会产 生应力腐蚀裂纹甚至破裂。
1、福建焦化装置
福建焦化装 置加热炉对流室 注水管泄漏着火， 装置停工。检查 发现对流室注水 管上两排管腐蚀 严重，有一根腐 蚀穿孔。本次非 计划停工7天。 加热炉对流室注水管腐蚀情况 原设计进水温度90度，由于预换热停用，进水温度 只有25度左右，造成严重露点腐蚀。
二、脆性破坏
机理
钢材在特定条件下会产生脆性或脆化
冷脆性 ：指在0℃左右的低温下钢材韧性的明显降低。相应 的低温界限叫钢材的“韧脆转变温度”。低碳钢及低合金钢 均有冷脆性，并常导致冷脆破裂。 蓝脆性 ：指在200℃～300℃时钢材的韧性降低，并常体现 为应变时效。后者是指钢材经冷加工塑性变形后，在室温下 长期放置或在中温（对碳钢为200℃～300℃）下短期放置， 其韧性明显下降的现象，常见于低碳钢。
LPG球罐腐蚀开裂失效分析
并含有大量固体颗粒 ’ 制造记录反映某些球罐的 焊接工艺不符合规范 ! 焊接时气温在 ( 且 W 以下 ! 预热和后热失控 ! 焊后热处理不当 ’ 球罐使用时 间为 $ 操作压力 " 脱 )" K年 ! X ( ! 4O . N O P 脱硫 7 氮 7 脱水等净化处理未达标 ! 球罐在使用中存在 脱水不勤 7 未按 Y 在用压力容器检验规程 Z 要求 进行检验等问题 ’
Q * R 金 属的 腐 蚀 速 度 与 S, 8分 压 呈 指 数 关 系 上 升 ’ 在金属表面产生的 I @ 8 J 腐蚀产物为多缺陷结构 !
成膜疏松 ! 与基体的附着力差 ! 易起皮 ! 在腐蚀
第* *卷第 #期
白金亮等 _O A M 球罐作为阴极与金属基体构成活性 微电池 ! 加速基体的腐蚀 " 所以 ! 原石油工业部 球罐安全技术会议纪要附件 (中规定 # $ % &年在 ’ 进罐的液态烃中 )* 标准状态 -不大于 +的含量 , # & & 0 $ % &年中 日炼油设备 腐 蚀 与 防 护 技 ./ . "# 术交流时 !日方甚至提出应控制 )* 标 +的含量 ,
" R 蚀特征 Q !蚀坑属阻塞电池腐蚀 0 / ’球罐盛 =< < 装的 N O P 中 S, 8含量超标 ! 某些 N O P 中的 S, 8 UV 质量分数远远大于 * ( ( T" ( ! 最高值曾达 * M!
铁素体 ] 珠光体
呈带状 / 0 铁素体 ] 珠光体 焊缝热影响区 7 不完全正火区 过热区 呈带状已分解 / 0 回火板条马氏体 ] 回火贝氏体 母材侧为回火板 条马氏体 ! 焊缝侧为 沿柱晶分布的先共 晶内为针 析铁素体 ! 状铁素体 ] 珠光体 沿柱晶分布的板 晶 条及块状铁素体 ! 内为针状铁素体] 珠光体
压力容器定期检验项目与方法
压力容器定期检验项目与方法第二十一条压力容器定期检验项目，以宏观检验、壁厚测定、表面缺陷检测、安全附件检验为主，必要时增加埋藏缺陷检测、材料分析、密封紧固件检验、强度校核、耐压试验、泄漏试验等项目。
设计文件对压力容器定期检验项目、方法和要求有专门规定的，还应当从其规定。
释义：压力容器本体在使用过程中主要存在腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤等损伤模式。
其有效性最高的检验项目，对于腐蚀减薄是宏观检验和壁厚测定，对于环境开裂是宏观检验和表面无损检测，对于机械损伤是宏观检验和表面无损检测，对于材质劣化是材料分析、硬度测定、金相检验和表面无损检测。
也就是说，宏观检验、壁厚测定、表面无损检测这三种检验项目，可以覆盖除材质劣化外的大部分损伤模式。
因此，本规则规定，这三种检验项目是压力容器定期检验常规检验的必须项目。
>>对于“设计文件对压力容器定期检验的项目、方法和要求有专门规定的，还应当从其规定。
”的理解：>>1.装有催化剂的容器>>2.结构原因不能进行内部检验的容器>>3.需要但是无法开设检查孔的容器>>4.隔热层不允许拆卸的容器这些容器，在《容规》中要求设计人员对设备使用中定期检验的重点检验项目、方法提出要求。
>>《固定式压力容器安全技术监察规程》第7.4条主要讲的是定期检验方法，本条讲的是项目（内容）；具体到某台容器的检验项目，应当在检验方案中规定，检验员不可随意更改，如果现场需要更改，应当严格按质量体系的规定办理。
>>安全附件是压力容器重要的安全防护装置，虽然其主要的检验内容已经放到了年度检查和日常维护保养中，但在定期检验时，对安全附件的检验仍是必须进行的项目，因此，本次修订将安全附件检验也列入主要检验项目中，并且在第三十五条规定，安全附件不合格的压力容器不允许投入使用。
·第二十二条宏观检验主要是采用目视方法（必要时利用内窥镜、放大镜或者其他辅助仪器设备、测量工具）检验压力容器本体结构、几何尺寸、表面情况（如裂纹、腐蚀、泄漏、变形），以及焊缝、隔热层、衬里等。
钢制压力容器分析设计标准材料部分
(5) 生产情况
《钢制压力容器——分析设计标准》材料部分
四、 低合金高强度钢板 3. 13MnNiMoNbR钢板
(1) 钢号简介 德国BHW35。
JB 4732—1995第6章列入，技术要求附录F，F2.1。 (2) 钢板标准
(4) 使用温度下限 新表6-3。 (5) 生产情况
《钢制压力容器——分析设计标准》材料部分
五、 低温用钢板 3. 07MnNiCrMoVDR钢板 (1) 钢号简介 列入GB 19189—2003，简化为07MnNiMoVDR。 (2) 钢板标准
《钢制压力容器——分析设计标准》材料部分
五、 低温用钢板 3. 07MnNiCrMoVDR钢板
1996加附加要求（P、S、AKV）。今后20R，按GB 6654—
1996第2号修改单。
冲击试验温度由20℃改为0℃：
试验数据，重钢，20R，12mm~16mm，热轧
《钢制压力容器——分析设计标准》材料部分
冶炼方法
检验批数
AKV
J
20℃
0℃
-20℃
平炉
48
45
23
12
氧气转炉
52
51
27
15
《钢制压力容器——分析设计标准》材料部分
二、 总则 1. 钢材的使用温度上限
6.1.6 2. 钢材的使用温度下限
6.1.7 3. 低温冲击功指标
6.1.7.1，表6-1。
《钢制压力容器——分析设计标准》材料部分
三、 碳素钢板 1. 钢号简况 表6-2 2. 20R钢板 (1) 钢板标准
P% S% AKV，J
压力容器常见腐蚀破坏的机理及预防措施
・ １・ ５
压 力容器常 见腐蚀破 坏 的机 理及预 防措施
王 岚 姜 德 林 （ 齐齐哈 尔市特 种 设 备 检 验 研 究所 ， 黑龙 江 齐齐哈 尔 １ １０ ） ６ ０ ５
摘
要： 压力容器 已广泛应 用于石 油、ＥＴ等行业 ， ４－ － 是石油化工装置不 可缺 少的重要设备 ， 它不仅 承受介质 的压 力， 常常受到容 器 还
内其它介质腐蚀的影响 ， 稍有不慎 ， 易发 生安全 事故 。 极 本文 简单介绍压力容器的腐蚀破 坏形式、 腐蚀机理、
关 键 词 ： 力容 器 ； 压 腐蚀 ； 理 ； 防 机 预
腐蚀破坏是指压力容器材料在腐蚀 胜介质作用下，引起容器 由厚 断裂破坏。 这是一种极危险的腐蚀形态 ， 往往在没有先兆的情况下发生 变薄或材料组织结构发生改变 、 机械Ｊ 生能降低 ， 使压力容器承载能力不 局部腐蚀 ， 裂纹一旦出现 ， 的扩展速度比其他局部腐蚀速度快得多。 它 够而发生的破坏， 这种破坏形式称为腐蚀破坏。 压力容器腐蚀情况 比较 其裂纹大体 向垂直于拉应力方向发展， 裂纹形态有晶间型 、 穿晶型或二 复杂 ， 同一种材料在不同的介质 中有不同的腐蚀规律 ： 不同材料在同一 者兼而有之 的混合型。（ ） ２疲劳腐蚀： 金属在交变应力和腐蚀介质的共 种介质中的腐蚀规律也各不相同；即使同一种材料在 同一种介质中因 同作用下产生的破裂。这种破裂产生于振动部件，在动载荷应力作用 其 内部或外部条件 （ 如材料金相组织、 介质的温度、 浓度和压力等 ） 的变 下 ， 所有的金属材料 ， 即使是纯金属也会发生疲劳腐蚀。疲劳腐蚀可以 化， 往往也表现出不同的腐蚀规律 。因此， 了解腐蚀规律 ， 只有 才能正确 有 多条 裂 纹 ， 纹 通 常发 源 于一 个深 蚀 孔 ， 般是 穿 晶 型无 分 枝 ， 常 裂 一 通 地判断各种腐蚀的危害程度， 以便采取有效的预防措施。 呈 锯齿形 ， 较钝 。 尖端 １压 力容器 腐蚀 的分 类 １ 氢损伤。由于氢渗进金属内部而造成金属陛能恶化的现象称为 ． ５ １ 均匀腐蚀 。压力容器的均匀腐蚀是指容器器壁金属整个暴露 氢损伤 ， ． １ 也叫氢破坏。由于氢的原子半径最小 ， 最易渗入钢或其他金属 表面上或者是 大部分面积上产生基本相同的化学或 电化学腐蚀 。遭 内部 ， 氢离子被还原生成初生态 的氢， 随后复合生成分子氢。当初生态 受均匀腐蚀 的容器是 以金属的厚度逐渐变薄 的形式导致最后破坏 。 氢复合成氢分子的过程受到环境阻碍时 ，就促进 了初生态氢向钢或其 但从工程 角度看 ， 均匀腐蚀并不是威胁很大的腐蚀形式 ， 因为容器的 他金属内部渗透， 引起渗氢 。氢损伤主要有氢鼓包 、 氢脆 、 脱碳 、 氢腐蚀。 使用寿命可 以根据简单 的腐蚀试验进行估计 ，设计时可考虑足够的 ２腐蚀 破 坏的机 理 腐蚀裕度。但是腐蚀速度与环境 、 、 介质 温度 、 压力 等方面有关 ， 以 所 压力容器金属腐蚀虽有各种各样 的形态和特征 ，但就其腐蚀机理 每隔一定 的时 间需要对容器状况进行检测 ，否则也会产生意想不到 来讲 ， 通常分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。 的腐蚀破裂事故。 ２１ ．化学腐蚀 ： 是指容器金属与周 围介质直接发生化学反应而引起 １ 局部腐蚀 。局部腐蚀是指材料表面的区域 ｝腐蚀 ， ． ２ 生 这是一种危 的金属腐蚀 。在化工生产 中， 压力容器主要有以下四种化学腐蚀：１高 （） 害性较大的腐蚀形式之一 ， 并经常在突然 间导致事故。 局部腐蚀有以下 温氧化 ：金属在高温下与介质或周围环境 中的氧作用而形成金属氧化 几种 ：１电偶腐蚀 ： （） 只要有两种电极 电位不 同的金属相互接触或用导 物的过程称金属的高温氧化。例如 ，钢在空气 中加热 ，在较低 的温度 体连接， 在电解质存在的情况下就有电流通过 。 通常是 电极电位较高的 （０ ～ ０ ℃ ）下表 面 出现可见 的氧 化膜 ，氧化 速度 随温度 的升 高 而加 ２０ ３ ０ 金属腐蚀速度降低甚至停止 ， 电极电位较低的金属腐蚀速度增加 ， 前者 快 ， 当温度达 ８ ０ ９ ０时氧化速度显著增加。 ２ 高温硫化： ０ ～０ （） 金属在高温 为阴极， 后者为阳极。（ ） ： ２孔蚀 金属表面产生小孑 的一种局部腐蚀。孔 下与含硫介质作用生成硫化物的过程称高温硫化。硫化作用较氧化作 Ｌ 蚀一般容易在静止的介质 中发生 ， 通常沿重力方向发展 。（） ３ 选择性腐 用更强 。 硫化物不稳定 、 易剥离 、 晶格缺陷多、 熔点低 ， 而且与氧化物、 硫 蚀： 当金属合金材料与某种特定的腐蚀性介质接触时， 介质与金属合金 酸盐及金属生成不稳定价 的低熔点共晶物 ，因此在高温下易造成材料 材料中的某—元素或某一组５． 生反应 ，使材料 中某一元素或某一组 破裂。（） Ｙ Ｅ ． ３钢的渗碳及脱碳 ： 高温下某些硫化物与钢铁接触时发生分解 分被脱离出去 ， 这种腐蚀称为选择 ｆ腐蚀 。选择 ｌ腐蚀一般在不锈钢 、 生成游离碳 ， 生 生 渗入钢内生成硫化物称渗碳 ， 它降低了钢材的韧性。钢的 有色金属和铸铁等材料中发生 。（ ） ４ 磨损腐蚀 ： 由于腐蚀『介质与金属 脱碳是 由于钢 中的渗碳体在 高温下与气体介质作用被还原成脱碳反 生 之间的相对运动， 而使腐蚀过程加速的现象称为磨损腐蚀 。 如冷凝器管 应 ，结果使得钢表面渗碳体减少 ，而导致金属表面硬度和疲劳极 限降 壁的磨损腐蚀 ， 腐蚀流体既对金属表面的氧化物产生机械冲刷破坏 ， 低 。（ ） 又 ４ 氢腐蚀 ： 钢受高温高压氢的作用引起组分的化学变化 ， 使钢材的 与不断露出的金属新鲜表面发生剧烈 的化学或电化学腐蚀 ，故腐蚀速 强度和韧性下降， 口呈脆 ｆ断裂 ， 断 生 这种形象叫氢腐蚀。氢腐蚀的机理 度较快。（ ） ５缝隙腐蚀 ： 暴露于电解质溶液 中的金属表面上的缝隙和其 是氢分子扩散到钢的表面， 分解为氢原子或氢离子而被化学吸附， 扩散 他隐蔽区域 内常常发生强烈的局部腐蚀 。这种腐蚀与孑 洞 、 Ｌ 垫片底面 、 到钢材内部在空穴处生成 甲烷 。甲烷的扩散能力低 ，随着反应继续进 搭接缝 、 表面沉积物 、 螺帽和铆钉下 的缝隙内积存少量静止溶液有关。 行 ， 甲烷逐 渐 积聚 ， 成局 部高 压 ， 应力 集 中并发 展为 裂纹 。 形 引起 些经表面钝化形成致密氧化物的金属（口 女不锈钢 、 、 铝 钛等１ 容易产生 ２ ． ２电化学腐蚀。容器金属在 电解质中， 由电化学反应引起的腐蚀 缝隙腐蚀。 称为电化学腐蚀。电化学腐蚀的机理是微电池的存在造成微电池腐蚀。 １ ． ３晶间腐蚀 。金属的腐蚀局限在晶界或晶界附近 ， 晶粒本身的 绝大部分压力容器是由碳钢或不锈钢制造的。 而 它们含有杂质。 当其与电 腐蚀较小的一种腐蚀形式称之为晶间腐蚀 。 这种腐蚀造成晶粒脱落， 解质接触时 ， 使 由于夹杂物的电位高成为微阴极 ， 而铁的电位低 ， 成为微 容器材料的机械强度和延伸率显著下降 ，但还保持原有的金属光泽而 阳极 。 这就形成许多微小的电池。它所造成 的金属腐蚀为微 电池腐蚀。 不易发现， 故危害很大。奥氏体不锈钢经常发生晶间腐蚀。这种腐蚀往 ３腐 蚀破 坏事 故的预 防 往发生在不锈钢 由高温缓 漫冷却或在敏感温度范围内（５ ～ ５ ）晶粒 ４ ０ ８０ ， ３ 根据介质选用合适厚度的抗腐蚀材料的容器。 ． １ 中铬离子与过饱和的碳化合成碳化铬在晶间析出，由于铬的扩散速度 ３ ． ２对奥氏体不锈钢容器应严格控制氯离子含量 ， 并避免在不锈钢 较慢， 这样生成碳化铬所需的铬必须从晶界附近获取 ， 造成晶界附近区 敏感温度下使用，防止破坏不锈钢表面的钝化膜和防止晶间腐蚀的产 域含铬量降低 ， 即所谓的“ 贫铬现象 ”从而降低了不锈钢的耐蚀 胜能 ， 生 。 ，
GB150-1998《钢制压力容器》
国标委工交函[2004］2号关于批准GB150－1998《钢制压力容器》国家标准第2号修改单的函全国锅炉压力容器标准化技术委员会：你标委会以锅容标委〔2003〕秘字28号文和锅容标委〔2003〕秘字35号文报批的GB150－1998《钢制压力容器》国家标准第2号修改通知单，业经国家标准化管理委员会批准，于2004年4月1日起实施，并在《中国标准化》杂志2004年第3期上公布。
修改单见附件.附件：GB150－1998《钢制压力容器》国家标准第2号修改单二○○四年一月十六日附件：GB150－1998《钢制压力容器》国家标准第2号修改单本修改单经国家标准化管理委员会于2004年1月16日批准，自2004年4月1日起实施.2 引用标准a）删除标准JB2536—80压力容器油漆、包装和运输b)增加以下4个标准：JB/T 4736-2002 补强圈JB/T 4746—2002 钢制压力容器用封头JB/T 4747-2002 压力容器用钢焊条订货技术条件JB/T 4711-2003 压力容器涂敷与运输包装10 制造、检验与验收a）10.1。
2 条中增加新条文：10。
1.2。
1 压力容器用封头的制造、检验和验收还应符合JB/T 4746—2002.10.1。
2.2 在JB/T 4736-2002标准范围内的补强圈还应符合JB/T 4736—2002。
10。
1.2。
3 压力容器用钢焊条应符合JB/T4747-2002.b）10。
10.3条修订为：容器的涂敷与运输包装应符合JB/T 4711—2003.主题词：国家标准修改单函国家标准化管理委员会办公室 2004年2月6日印发录入：芦菁校对：肖寒— 2 —钢制压力容器GB150—1998引言随着科学技术的发展，科技成果的应用，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情,合理采用了美国ASME Ⅷ-1卷、日本JISB8370～8285标准的最新成果,修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容,制订了GB150—1998《钢制压力容器》标准.在制订GB150—98标准时，遵循了以下几条原则。
化工压力容器的破裂形式与预防（三篇）
化工压力容器的破裂形式与预防压力容器的破裂事故可能造成严重的后果，要防止压力容器发生这类事故，必须了解它的破坏机理。
根据压力容器的破裂特点，可将压力容器的破裂形式分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂等。
一、韧性破坏韧性破坏系指承压特种设备器壁承受过高的应力达到了器壁材料的强度极限，而发生断裂破坏。
这种破坏形式称为韧性破坏。
1、韧性破坏的特征1）器壁有明显的塑性变形由于容器筒体器壁受力时，其环向应力比轴向应力大1倍，所以，明显的塑性变形主要表现在承压特种设备直径增大、壁厚减薄，而轴向增长较小，从而产生“腰鼓形”变形。
当容器发生韧性破坏时，圆周长的最大增长率和容积变形率达10％~20％。
2）韧性破坏的断口为切断型撕裂，一般呈暗灰色纤维状，断口不平齐，且与主应力方向成45°交角。
韧性破坏时不产生碎片。
3）韧性破坏时的爆破压力接近理论爆破压力爆破口的大小随承压特种设备破坏时膨胀能量大小而异，释放的能量越大，爆破口越大。
4）韧性破坏时，承压特种设备器壁的应力值很高。
5）断口的电镜分析断口的微观形貌为韧窝花样，韧窝的实质就是一些大小不等的圆形、椭圆形凹坑，是材料微区塑性变形后在异相点处形成空洞、长大聚集、互相连接并最后导致断裂的痕迹。
宏观形貌是显微窝坑的概貌。
韧窝几乎都为金相中的二次相界面、非金属夹杂物、位错堆积区或晶界处等，因此非金属夹杂物愈多，愈易形成显微空洞和韧窝。
2、发生韧性破坏的原因承压特种设备的韧性破坏只有在器壁整个截面上材料都处于屈服状态下才会发生，所以，发生韧性破坏的主要原因：(1)盛装液化气体的压力容器充装过量。
(2)使用中的压力容器超温超压运行。
(3)压力容器壳体选材不当。
(4)压力容器安装不符合安全要求。
(5)维护保养不当。
3、韧性破坏的预防在设计制造压力容器时，要选用有足够强度和厚度的材料，以保证承压特种设备在规定的工作压力下安全使用。
压力容器应按核定的工艺参数运行，安全附件应安装齐全、正确，并保证灵敏可靠。
压力容器腐蚀[1]
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• 脱碳会造成：表面硬度降低
•
疲劳极限下降
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压力容器腐蚀[1]
• 5.2 压力容器的应力腐蚀
• 5.2.1 应力腐蚀的定义及发生三要素
• 1) 敏感的金属;
• 2) 特定的腐蚀介质; • 3) 应力(一般指拉应力，压应力？应力来源主要为
焊接和冷变形残余应力。应力集中的影响？);
• 5.2.2 关于应力的描述
材料的热 处理状态
备注
含Cl¯的中性水 敏化态 即使室温下也能产生
含Cl¯的高温水 敏化态
含F¯的水
敏化态
硝 酸 +Cl¯的 水 溶液
敏化态
海洋和工业大 气
敏化态
例如，在250~350℃时
室温下，仅2ppm F¯也可 产生
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压力容器腐蚀[1]
• 5.2.5 应力腐蚀开裂的机理
• 机械化学假设
• 避免缝隙腐蚀的措施
• 与点蚀相同
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压力容器腐蚀[1]
• 3.电偶腐蚀
• 机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位高的成为阳极，腐蚀加剧。电位低的为阴极， 腐蚀减轻。
• 减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合
2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率
3、用涂料、垫片等使金属间绝缘
• 5.2.3 关于介质与环境因素的描述
• 介质浓度的影响(对奥氏体不锈钢)
• 介质来源(污染、残留) • 平均浓度与局部浓缩 • 介质状态(气液交替) • 结构因素（死角、缝隙）
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压力容器腐蚀[1]
• 5.2.4 关于材料因素的描述
• 产生应力腐蚀开裂的材料和环境组合
第四章 压力容器破坏形式
第三节 疲 劳 破 裂
二、特征 ③容器的疲劳破坏一般是疲劳裂纹穿透器壁面泄漏 失效。不像韧性劈裂时形成撕裂。也不像脆性破 裂时产生碎片。 ④疲劳破裂总是在经过多次的反复加压和泄压以后 发生。
因为压力容器开停车一次可视为一个循环周次，
在运行过程中容器内介质压力的波动也是载荷，
若交变载荷变化较大，开停车次数较多，容器就容 易发生疲劳破坏。
1
第一节 延性破裂
延性破裂内部压力作用下，器壁上产生的应力达到器壁材料的强 度极限，从而发生断裂破坏的一种形式。这种形式的破坏属于韧性断 裂，因此，该形式的破坏也称作韧性破坏。 一、机理 压力容器的金属材料在外力作用下引起变形和破坏的过程大致分为三个 阶段。即弹性变形阶段、弹塑性变形阶段和断裂阶段。 ①弹性变形阶段是指当对材料施加的外力不超过材料固有的弹性极限值 时，一旦外力消失，材料仍能回复到原来的状态而不产生明显的残余 变形。 ②弹塑性变形阶段是指当对材料施加的外力超过了材料同有的弹性极限 值，材料开始屈服变形后仍继续施加外力并超过材料的屈服极限，材 料将产生很大的塑性变形。外载荷消失后材料不再恢复原状，塑性变 形仍将保留。 ③断裂阶段是指材料发生塑性变形后，如施加外力继续增加，当应力超 过了材料的强度极限后。材料将发生断裂。
•一、机理 ①钢在低温下其冲击韧性显著降低，表明温度低时钢对缺口 的敏感性增大，这种现象称为钢的冷脆性。钢由韧性状态 转变为低温脆性状态极易产生断裂，这种现象称为低温脆 性断裂。 ②低碳钢在300℃左右会出现一个强度升高、塑性降低的区 域，这种现象称为材料的蓝脆性。若在压力容器制造和使 用时，正好在蓝脆温度范围内经受变形应力，就有可能产 生蓝脆，导致断裂事故的产生。 ③某些钢材长期停留在400～500℃温度范围内以后冷却至室 温，其冲击值有明显下降，这利，现象称为钢的热脆性。 此时压力容器经受变形应力，也有可能导致脆性断裂。 8
GB150-1998钢制压力容器
• 1．常规设计 ：压力容器设计基本上是采用 传统的设计方法—“常规设计”。常规设计 是基于弹性失效准则，认为容器内某一最 大应力点一旦达到屈服限，进入塑性，丧 失了纯弹性状态即为失效
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• 2．分析设计：“分析设计”从设计思想上来说， 就是放弃了传统的弹性失效准则，采用弹塑性或 弹性失效准则，允许结构出现可控制的局部塑性 区，采用这个准则，可以合理地放松对计算应力 的过严限制，适当地提高了许用应力值，但又严 格地保证了结构的安全性。
• 3）筒体内侧受力焊缝应取与筒体相同的 腐蚀裕量。
• 4）容器各部分的介质腐蚀速率不同时， 则可取不同腐蚀裕量。
• 5）两侧同时与介质接触的元件，应根据 两侧不同的操作介质选取不同的腐蚀裕量， 两者叠加作为总的腐蚀裕量。
• 6）容器地脚螺栓的腐蚀裕量可取3mm。
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• （5）最小厚度； （3.5.6节） • 1）.对碳钢和低合金钢制容器,不小于3mm； • 2）.对高合金钢容器,不小于2mm； • 3）.碳素钢和低合金钢制塔式容器的最小
• 4）容器的设计寿命除有特殊要求外，塔、反应 器等主要容器一般不应少于15年，一般容器、 换热器等不少于8年。
• 腐蚀裕量的选取：
• 1)容器筒体、封头的腐蚀裕量
• a、介质为压缩空气、水蒸汽或水的碳素钢或低 合金钢制的容器，其腐蚀裕量不得小于1.0mm。
• b、除a以外的其他情况可按下表确定筒体、封 头的腐蚀裕量。
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• 塑性失效
• 它将容器的应力限制在塑性范围，认为圆 筒内壁面出现屈服而外层金属仍处于弹性 状态时，并不会导致容器发生破坏，只有 当容器内外壁面全屈服时才为承载的最大 极限。
• 爆破失效
劳动部办公厅关于压力容器设计单位实施《钢制压力容器——分析设计标准》的规定
劳动部办公厅关于压力容器设计单位实施《钢制压力容器——分析设计标准》的规定文章属性•【制定机关】劳动和社会保障部(已撤销)•【公布日期】1995.06.23•【文号】•【施行日期】1995.06.23•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】标准化正文劳动部办公厅关于压力容器设计单位实施《钢制压力容器——分析设计标准》的规定（1995年6月23日）各省、自治区、直辖市劳动（劳动人事）厅（局），有关单位（名单另附）：ＪＢ4732—95《钢制压力容器——分析设计标准》（以下简称《分析设计标准》）已经中国石油化工总公司、劳动部、化学工业部、机械工业部共同批准，将于1995年10月实施。
鉴于该标准与ＧＢ150的技术内容不同，设计程序等方面有很多新要求，为确保该标准的正确实施和设计质量，现就有关问题作出如下规定，请遵照执行。
1．应用该标准进行压力容器设计的单位，必须按劳动部颁发的《压力容器设计单位资格管理与监督规则》先取得第三类压力容器设计资格，再按本规定取得《分析设计标准》资格后，才准应用《分析设计标准》设计压力容器。
2．为实现压力容器设计既安全又经济的要求，符合下列条件之一的压力容器，可采用《分析设计标准》设计。
（1）设计压力大于等于10ＭＰａ，且壳体名义厚度大于25ｍｍ的容器。
（2）设计压力与壳体内直径的乘积满足下式的容器：ＰＤ·Ｄｉ≥10000式中：ＰＤ——容器的设计压力，ＭＰａ；Ｄｉ——容器的内直径，ｍｍ。
（3）公称容积大于650Ｍ3，且设计压力大于1．6ＭＰａ的球形储罐。
（4）使用ＧＢ150规定的设计方法难于确定结构尺寸的容器或受压元件。
（5）按有关标准、法规的规定，须专门呈报审批的容器或受压部件。
3．设计单位采用《分析设计标准》进行容器设计时，应征得容器使用单位的同意，并将容器的操作条件、设计条件、结构尺寸和内装物料的名称和特性（毒性危害程度、腐蚀情况）、使用环境条件以及是否需要进行疲劳分析等报劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局（以下简称劳动部职锅局）备案。
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钢制压力容器腐蚀及开裂分析
近几年来，锦州石化公司、茂名石化公司、大庆石化总厂、天津石化公司、延安炼油厂的催化裂化装置再生器在运行中相继出现大量裂纹，对装置的安全运行构成了严重威胁，就其预防措施进行分析。
标签：压力容器；腐蚀；敏感性；开裂
1 硝酸盐应力腐蚀预防措施
提高容器壁温在水蒸气的露点以上；消除残余应力，去应力退火的温度不得低于500℃；选择合适的钢种，如C0.8%的低合金钢；调节溶液的PH值，加入缓蚀剂（如适量的NaOH）。
2 氯化物应力腐蚀
2.1 不锈钢热交换器的应力腐蚀开裂
某化工厂氨合成塔净化系统的煤气换热器，1976年投入运行。
换热器进口端蒸汽温度220℃，出口端温度350℃，压力3.2MPa。
换热器介质重油裂化煤气加蒸汽，换热器管内为含有氯离子（4～30mg/L）和氧的湿蒸汽。
1980年9月，该换热器进口端与法兰连接并距法兰2m处的管道发生开裂。
管道材料为1Cr18Ni9Ti，尺寸为Φ32×8。
开裂成扇形板状，展开宽度尺寸最大部位相当于该管的周长，开裂长度为 1.2m。
起裂位置在进口端环焊缝的焊接缺陷处。
事故后进行检查发现，换热器封头（第一筒节）有长度为17.5～26mm，深度为3mm的裂纹，第二筒节纵焊缝亦有相似的裂纹。
在出口端法兰与接管连接的环焊缝两侧内壁有许多垂直焊缝相互平行的轴向裂纹。
试验分析结果：①化学成分、力学性能正常；②材料有好的抗晶间腐蚀性能；
③裂纹由管道内表面向外表面扩展，明显分岔，呈树枝状，均为穿晶型；④打开裂纹后，观察断口裂纹源区有致密的腐蚀产物，宏观特征为脆性，微观特征为解理加二次裂纹；⑤没有发现氢损伤现象；⑥通过模拟试验，说明在焊缝附近存在较大的残余应力。
结论：裂纹属于应力腐蚀开裂，是由于焊接残余应力较大和存在氯离子、氧、H2S（H2SxO6）CO2介质引起的。
2.2 不锈钢氦气储罐的应力腐蚀开裂
美国某厂用304型不锈钢制作的氦气储罐，尺寸为Φ700×3（t）×1000（H）mm，用于压力重水反应堆的内核。
在尚未投入使用的4年存放期间，发生了氯化物应力腐蚀开裂。
裂纹位于碟形封头端部与筒体焊接的热影响区，封头是冷加
工成形的，未经过应力处理。
存放的环境为海岸大气。
主要试验结果：①将裂纹试样打开后，用扫描电镜观察断口，发现只有在焊接热影响区为沿晶特征，在融合区的基体均为穿晶特征；②化学分析表明封头材料的碳含量为0.09%，接近上限；③采用ASTM A262，E规定的沿晶腐蚀试验方法，可以确认热影响区组织敏化，而其它区域未敏化；④裂纹分析指出开裂起始于外表面，在热影响区中都是沿晶的，具有SCC的裂纹分叉典型特征；⑤硬度检验结果为，筒体181HV，焊缝176HV，封头310HV。
结论：高的残余应力、组织敏化、海岸大气环境导致了储罐的氯化物应力腐蚀开裂。
建议采用低碳的304L不锈钢和较小的冷变形量预防热影响区的每化倾向。
3 高温碳环境炉管的金属尘化腐蚀
南京某石化厂的一台脱氧进料加热炉的9Cr-1Mo炉管，只使用了5年内壁局部区域出现了严重腐蚀。
炉管尺寸为Φ141.3×6.55，管内介质主要为烷烃和氢气。
工作参数为：压力0.516MPa，介质入口温度374℃，出口温度499℃，炉膛温度850～870℃，炉管外壁温度620～650℃。
炉管内壁腐蚀的形貌是完整地覆盖在金属表面的结焦层，厚度为0.1～10mm，结焦层局部脱落处形成一个个圆窝状的腐蚀坑，许多密集凹坑相互连接便形成了粗大的腐蚀沟槽。
腐蚀坑的底部有疏松黑色粉尘，粉尘下面则是光洁的金属表面。
金相显示这层黑粉下的金属已经发生严重渗碳，深度可达1.9mm。
黑粉的成分主要是碳黑，但是有金属粉粒，而且离金属表面越近，金属粉粒越多也越大。
金相还显示腐蚀坑底会形成腐蚀裂缝，裂缝下部为裂纹，腐蚀裂缝周围也严重渗碳。
腐蚀裂缝周围金属有明显被挤压变形的痕迹。
抚顺石油二厂的1Cr5Mo 石油裂解炉管、上海高桥石油化工厂的裂解炉合金弯管也发生过这种腐蚀。
炉管是管式加热炉的关键构件，炉管的失效模式有很多种，高温腐蚀及腐蚀与应力的交互作用是常见的两种。
高温腐蚀中有高温氧化、渗碳、硫化、氢腐蚀、燃灰腐蚀及金属尘化，尤以金属尘化是最具有危险性的高温腐蚀现象。
金属尘化（metal dusting）腐蚀或称为灾难性渗碳（catastroophic carburization）腐蚀的特殊性是腐蚀产物中有金属粉粒，腐蚀速度快、后果严重。
金属尘化是指如铁、铬、镍、钴及其合金在高温含碳环境下碎化为由金属碳化物、氧化物、金属和碳（石墨）等组成的混合物所引起的金属损失行为。
它一般发生在450～850℃的温度范围，有时在1000℃时也能发生，与不同材料在不同温度、气氛下对金属尘化的敏感性不同有关。
4 结语
对安全生产不造成危害的缺陷允许存在；对安全性虽不造成危害但会进一步扩展的缺陷，要进行寿命预测，并允许在监控下使用；若含缺陷结构降级使用时
可以保证安全可靠性，可降级使用；若含有对安全可靠性构成威胁的缺陷，应立即采取措施，返修或停用。
参考文献
［1］陈学东.在用重要压力容器与管道安全诊断与爆炸监控［C］.合肥通用机械研究院,2003-11-23.。