压力锅炉容器管道锈蚀泄露原因分析

2021-11-23阚广辉

商品与质量 2021年16期

阚广辉

辽阳市锅炉压力容器检验研究所辽宁辽阳 111000

在某化工企业中，使用了压力锅炉容器管道，进行高温水蒸气的输送，在管道运行一段时间之后，发生了管道焊接口锈蚀、水蒸气泄漏的问题，影响着管道的安全使用。为更好的分析发生锈蚀泄漏的原因，该企业通过进行一系列的物理、化学实验，进行分析，并根据具体的原因，采取相对应的措施，受到了良好效果。文章对相关的试验过程进行说明，希望为相关工作的开展，提供参考。

1 试验过程

在进行试验的过程中，在发生管道泄漏的焊接位置，进行了试验样品的截取处理。通过对该样品的观察，发现在改管道的表面，整体表现出钢基灰褐色的颜色特征，焊缝的位置相对平整，在发生泄漏的位置，有明显的白色和黄褐色物质。在管道的内部，表面是黑色，焊缝的位置非常突出。针对该压力锅炉容器管道的材质是Q245R的板材结构，试验团队分别使用了光谱仪、显微镜、扫描电镜等设备，开展了化验检验工作，对试验的样品整体的性质、焊接连接处的性质、表面附着物质的成分等各方面的影响因素，进行了全面的试验检测。并对相关的检测过程、检测结果进行详细的记录。

2 试验结果

在试验检测过程结束之后，试验团队对试验的结果进行了全面的分析。主要表现在使用三种不同检测设备使用过程中，产生的各种实验数据分析结果中。

在使用光谱仪对管道的成分进行了试验检测。通过对试验中，管道内金属物质含量的分析，最终得出结论，该管道的基体化学成分，基本上符合使用的要求。

结合使用金相显微镜设备的使用，对管道的金相进行了试验结果的获得。首先，将试验的样品，进行了纵向的磨抛处理。发现其附着的杂质是金属物质。其次，在焊接位置的横截面，发现有两条明显的裂纹存在，从管道的内侧焊趾位置开始，裂纹有分叉，内部存在氧化的现象。在使用硝酸酒精进行处理之后，发生腐蚀的状态下，判断得出管道在进行焊接处理的过程中，使用了从焊接内表面到焊接外表面的流程进行。其中，在管道的内部焊接位置，裂纹的位置附近存在有铁素体和珠光体的物质结构，其中珠光体更加明显，这充分的说明了在焊接过程中，焊丝的使用存在问题。表现在焊丝的成分与管道基体的成分之间，存在一定的差异。最后，在试验结果分析的过程中，发现在管道的内侧，焊缝附近发生裂纹的位置表现出焊缝余高过大的问题，并且焊缝位置和管道之间的连接位置，也就是焊趾的角度没有做圆滑处理，呈现出近直角的状态。

第三，通过电镜扫描仪的设备使用，对其中的能谱信息进行了搜集。在将管道泄漏位置存在的白色和黄褐色物质进行能谱分析，发现这些物质中，主要的成分是O、S、Na等。在对发生氧化的裂纹进行分析之后，呈现出从断裂位置由内向外的方向扩展趋势，在对氧化层进行清洗处理之后，发现在断口的位置，存在有明显的沿晶特征。

3 试验分析

通过以上的试验数据进行分析，说明在该压力容器管道中，使用的原材料是符合标准的。通过金相的分析结果，得出在焊接的位置，由于焊趾位置太高，造成开裂的现象发生，不断向外扩展的过程中，使整个截面都出现了问题，其中在长时间的蒸汽输送过程中，在压力的作用下，造成焊接处的裂纹不断蔓延，最终表现出泄漏的现象。这主要是由于焊趾的角度太大，焊丝与基体的材质有所差异，在应力的作用中，造成的微型裂纹。同时根据能谱分析的结果，可以判断中，在不断发生氧化的过程中，白色的物质是水蒸气产生的，其中硫元素的产生，是由水蒸气中各种酸性物质造成的，并且具有腐蚀作用。在压力和高温的作用中，产生量应力腐蚀现象。

应力腐蚀的发生之后，在应力和腐蚀介质的作用下，管道的表面氧化膜开始被不断的腐蚀，受到破坏影响之后，分别在不同的表面形成阴阳两极。其中阳极的金属离子不断被溶解，通过电流的产生向阴极流动。阴极电流的密度不断扩大，腐蚀现象不断加深，进而影响到管道表面的安全。通过对这些试验结果进行分析的过程中，更好的验证了该泄漏问题的发生，主要是管道的焊接位置发生应力腐蚀，在长时间的作用中，造成的泄漏。因此，是不能通过外部的焊补处理，进行有效解决的。需要对管道内部的腐蚀问题进行处理。

4 试验结论和建议

通过试验数据的分析，对该压力容器管道发生锈蚀泄漏的原因进行了明确，在进行应对的措施中，首先，要对焊接位置的焊趾进行处理，减少应力的集中。其次，不断的对水蒸气的纯度进行提高，减少杂质的影响作用。通过这些措施的实施，有效的对该压力容器管道进行了修补处理。在今后的压力容器管道使用过程中，要从以下几点进行有效的锈蚀泄漏问题避免。第一，要对压力容器管道的使用原材料进行符合标准的选择，保证管道原材料的使用安全可靠，不会在后期引发大范围的安全问题。第二，要在管道进行焊接的位置，要保证使用的焊接材料性质与管道的原材料性质一致，减少不兼容现象的发生。另外，在发生严重锈蚀泄漏的管道位置，要进行截取重新焊接的方式处理。将原有的严重问题管道进行切割，然后重新进行焊接。在进行焊接的过程中，可以使用点焊的方式处理，保证新管道与之前管道的充分结合。并在焊接处理之后，使用专业的检测设备对焊接的效果进行检测，保证焊接位置的完善处理，尤其是焊趾角度的处理等。第三，要对压力容器管道具体的使用环境进行保障，对所输运的物质进行杂质的有效处理，减少各种杂质的影响，有效的保证管道的安全使用，稳定使用。