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1 損傷描述及損傷機理

與堿溶液接觸的設備和管道表面發(fā)生的應力腐蝕開(kāi)裂，多出現在未進(jìn)行消除應力熱處理的焊縫附近，它可在幾小時(shí)或幾天內穿透整個(gè)設備或管線(xiàn)的壁厚。

碳鋼在高溫下與水蒸氣產(chǎn)生如下的化學(xué)反應：

在這個(gè)反應中，如存在氫氧化鈉，可起催化作用，反應生成的四氧化三鐵

Fe3O4覆蓋在鋼材表面，形成一層保護膜。局部拉伸應力過(guò)高時(shí)會(huì )破壞保護膜，在金屬表面形成最初的腐蝕裂紋。氫氧化鈉可在裂紋中富集，形成電偶腐蝕。裂紋尖端區域為陽(yáng)極，裂紋周?chē)谋Ｗo層為陰極，形成小陽(yáng)極大陰極的

結構，加上拉伸應力的作用，使裂紋迅速擴展，最終發(fā)生斷裂。

2 損傷形態(tài)

a）堿應力腐蝕開(kāi)裂通常出現在靠近焊縫的母材上，沿著(zhù)與焊縫平行的方向擴展，也可能出現在焊縫和熱影響區；

b）堿應力腐蝕開(kāi)裂裂紋細小，多呈蜘蛛網(wǎng)狀，起源于有局部應力集中的焊接缺陷處；

c）碳鋼和低合金鋼的開(kāi)裂主要呈沿晶擴展，裂紋內常充滿(mǎn)氧化物；

d）300系列不銹鋼的開(kāi)裂主要呈穿晶型擴展，和氯化物應力腐蝕開(kāi)裂裂紋形貌相似，難以區分。

3 受影響的材料

碳鋼、低合金鋼、300系列不銹鋼較為敏感。鎳基合金耐堿應力腐蝕開(kāi)裂能力較強。

4 主要影響因素

a）濃度：堿濃度超過(guò)5%（質(zhì)量分數）時(shí)開(kāi)裂就可能發(fā)生，隨堿濃度升高，開(kāi)裂敏感性升高。存在介質(zhì)濃縮條件時(shí)（如：干濕交替、局部加熱或高溫蒸汽吹掃等），堿濃度達到50×10-6~100×10-6時(shí)就足以引發(fā)開(kāi)裂。

b）溫度：隨溫度繼續升高，開(kāi)裂敏感性增高。

c）殘余應力：焊接或冷加工（如彎曲和成型）殘余應力均可成為開(kāi)裂的應力條件，通常應力要達到屈服應力時(shí)開(kāi)裂才會(huì )發(fā)生。

d）伴熱：工廠(chǎng)經(jīng)驗表明有伴熱的管線(xiàn)，或未經(jīng)焊后熱處理的碳鋼管道和設備蒸汽吹掃時(shí)開(kāi)裂可能性較高。

5 易發(fā)生的裝置或設備

a）苛性堿處理的設備和管線(xiàn)，包括脫硫化氫和脫硫醇裝置，以及硫酸烷基化和氫氟酸烷基化裝置中使用的堿中和設備。常減壓裝置的常壓塔進(jìn)料有時(shí)注入苛性堿來(lái)控制氯化物含量。

b）伴熱設置不合理的設備和管線(xiàn)，以及加熱盤(pán)管和其他傳熱設備可能發(fā)生開(kāi)裂。

c）在苛性堿環(huán)境中使用，然后進(jìn)行蒸汽吹掃的設備。

d）鍋爐中鍋爐給水過(guò)熱，使鍋爐管局部出現干濕交替，產(chǎn)生堿液濃縮的部位。

e）乙烯裂解裝置中裂解與急冷系統：急冷水塔釜的急冷水回流流程，包括急冷水塔釜及相連管道；工藝水汽提塔塔釜工藝水部分回流、部分去稀釋蒸汽發(fā)生系統的流程，包括工藝水汽提塔釜、蒸汽發(fā)生器底部、凝液分離罐底部、熱交換器管程及流程中的管道。

6 主要預防措施

a）合理選材；

b）消應力熱處理；

c）未消應力熱處理的碳鋼管線(xiàn)和設備，不能直接進(jìn)行蒸汽吹掃，應在蒸汽吹掃前水洗，如無(wú)法水洗就只能用低壓蒸汽進(jìn)行短時(shí)間吹掃；

d）常減壓裝置的高溫原油預熱流程的注堿系統，可通過(guò)優(yōu)化設計，以及合理進(jìn)行注入操作使堿與原油在到達預熱段前充分混合；

e）盡可能不設伴熱線(xiàn)，如設伴熱線(xiàn)也不能間歇使用。

7 檢測或監測方法

a）目視檢測、磁粉檢測、射線(xiàn)成像檢測、渦流檢測或漏磁檢測等技術(shù)均可用以檢測裂紋，檢測前應對檢測表面先進(jìn)行清理；

b）裂紋中多充滿(mǎn)積垢，不宜采用滲透檢測；

c）可用超聲波端點(diǎn)衍射技術(shù)等技術(shù)測量裂紋自身高度；

d）可用聲發(fā)射檢測技術(shù)監測裂紋是否會(huì )擴展。

8相關(guān)或伴隨的其他損傷

堿應力腐蝕開(kāi)裂、連多硫酸應力腐蝕開(kāi)裂。

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