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锦州石化公司1#蒸馏装置是针对炼制大庆原油而设计,近年来,掺炼一定比例的国外进口原油,结果导致炼油设备经常发生损坏,其中以拔头油换热器开裂泄漏问题最为突出。例如,12台换热器先后有11台发生开裂泄漏,其中一台运行时间仅为半年。本论文就此进行了相应的研究。
首先以两台具有代表性的换热器为研究对象,对开裂原因及使用寿命差异进行了详细的性能检测,结果表明,其中寿命较长的换热器壳体及焊缝的化学成分、力学性能均符合相应的标准要求,而寿命短的换热器断裂韧性低于标准值;两台换热器承受的最大应力存在一定差异但均远低于所测的强度;环境介质中尽管硫含量相对较高,但总的有害成分含量很低,不足以造成腐蚀;断口平齐,具有脆性断裂特征,断口形貌以沿晶型为主,断口表面以及未穿透裂纹断口深部腐蚀产物中硫含量很高,粗大裂纹集中在焊缝和热影响区等残余应力比较严重的部位,裂纹为主干裂纹和多向分支裂纹。上述结果表明两台换热器的开裂为应力腐蚀开裂;两台换热器使用寿命的差异是由于材料韧性、承受应力以及环境不同而造成。然后,采用U型弯曲试样对20g钢、16MnR钢和渗铝钢在含硫油中的应力腐蚀开裂行为进行了实验研究,结果表明,20g钢、16MnR钢基材及焊缝在含硫油中会发生应力腐蚀开裂,渗铝钢基材及焊缝在上述环境中有较好的抗应力腐蚀能力。现场挂片实验结果与上述结果相符,即16MnR钢具有较高的应力腐蚀敏感性,渗铝钢有较好的抗应力腐蚀能力。