石化装置用奥氏体不锈钢焊接接头的腐蚀与失效研究

摘要

分子筛是石油炼制过程中催化裂化催化剂主要的主要活性组分，它的生产工艺、制备过程十分复杂。分子筛生产过程中温度和pH值波动范围比较大，既有酸性，也有碱性，所以在分子筛生产过程中对生产设备腐蚀侵害比较大，普通的碳钢已经无法满足生产要求。所以分子筛生产装置均采用不锈钢，材质包括0Cr25Ni20、0Cr18Ni9Ti和1Cr18Ni9Ti三种，均属于奥氏体不锈钢。
　　 虽然不锈钢具有优良的抗腐蚀性，但如果不锈钢经过焊接后，又在非常恶劣的环境下使用，其抗腐蚀性会有很大程度降低。分子筛生产装置在使用一定时间后均发生了不同程度的腐蚀泄露，严重的甚至失效开裂。现场调研发现，失效主要集中在焊接接头处，现场工艺人员发现装置泄露后采取了一定的补救措施（主要以焊补为主），在某种程度上缓解了腐蚀情况，延长了装置的使用寿命，但并未从根本上解决问题，装置使用一段时间后，类似问题再次发生。
　　 本文就是在这种背景下，对现场装置取样分析，研究结果表明，装置发生的腐蚀机理十分复杂，是多种腐蚀形式叠加，以缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀和点蚀为主。为解决装置腐蚀问题，对焊接工艺进行改进，将焊条更换为ENiCrMo-3，并对坡口角度等焊接参数进行改进。同时模仿改进前的焊接工艺，通过力学性能实验、金相实验、晶间腐蚀实验、应力腐蚀实验、现场挂片实验等对改进前、后的焊接工艺进行评定。评定结果表明，焊接工艺改进后，在耐晶间腐蚀和应力腐蚀方面均有一定的提高，冲击性能有所下降。通过观察金相组织发现，焊接工艺改进后，焊缝组织更加细小、均匀，粗大的柱状晶得到改善。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 不锈钢应用现状

1.2 实验材料

1.2.1 化学成分及牌号说明

1.2.2 材料焊接性分析

1.2.3 焊接接头抗腐蚀性

1.3 腐蚀概述

1.3.1 国内外腐蚀现状

1.3.2 不锈钢主要腐蚀类型及其机理

1.4 本文选题背景、意义及研究内容

1.4.1 本课题的研究背景及意义

1.4.2 本课题研究内容

第2章 失效分析

2.1 失效情况概述

2.2 烟气管线失效分析

2.2.1 服役环境概述

2.2.2 管线焊接工艺

2.2.3 金相组织分析

2.2.4 腐蚀产物分析

2.2.5 裂纹形貌分析

2.2.6 断口分析

2.3 交换罐失效分析

2.3.1 失效情况及服役环境

2.3.2 焊接缺陷分析

2.4 小结

第3章 焊接工艺改进

3.1 概述

3.2 焊接材料及方法

3.2.1 改进前的焊接工艺

3.2.2 改进后的焊接工艺

3.3 小结

第4章 金相组织与力学性能实验

4.1 金相实验

4.1.1 0Cr18Ni9Ti金相实验

4.1.2 1Cr18Ni9Ti金相实验

4.1.3 0Cr25Ni20金相实验

4.2 力学性能实验

4.2.1 冲击实验

4.2.2 拉伸实验

4.2.3 弯曲实验

4.2.4 硬度实验

4.3 小结

第5章 腐蚀性能实验与研究

5.1 晶间腐蚀性能研究

5.1.1 实验依据及目的

5.1.2 实验材料及设备

5.1.3 实验步骤

5.1.4 实验结论及分析

5.2 应力腐蚀性能研究

5.3 现场挂片实验研究

5.4 小结

结论

参考文献

致谢

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