若干静设备失效分析案例集

裂纹微观形貌
347H不锈钢管线再热裂纹
断口微观形貌
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下图为某石化企业铸态奥氏体不锈钢阀门在高温临氢管线上长期使用后 出现的开裂现象。
原因是设计者与标准规范都未考虑到高温临氢环境下奥氏体不锈钢长期 使用后可能出现的马氏体组织变化及其对寿命的影响，设计时没有限定“使 用寿命”造成的。
裂纹宏观形貌
基材与复合层材料的不同热处理要求，热处理时残余应力无法充分消除，复 合层材料却受到损伤，加速了超标缺陷的扩展，最终导致爆炸事故。
裂纹断口 宏观形貌
裂纹断口 微观形貌
低温分离器爆炸残骇
裂纹微观 形貌
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2.4.2 时机选择不当
下图为某石化企业6台2000m3液化石油气球罐，材料为07MnCrMoVR，首次开 罐检验时发现了大量裂纹；
下图为2007年6月某炼油厂制氢装置余热回收换热器集合管焊缝发生的蒸 汽与瓦斯泄漏事故，造成了装置紧急停车。
原因是设计时未考虑到347H不锈钢焊缝可能在600℃高温环境下产生再热 裂纹，而错误地选用了347H不锈钢有缝钢管引起的。
裂口宏观形貌
开裂宏观形貌
断口宏观形貌
换热器集合管焊缝开裂
裂纹微观形貌
裂纹宏观形貌
裂纹微观形貌
脱甲烷塔开裂
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类似的事故在2009年6月沿海某石化企业C5装置上再次重现
该装置14台塔中的6台安装8个月后在下封头与裙座连接焊缝部位发生风 载引起的疲劳断裂，开裂情况如图所示。
断口宏观形貌
断口微观形貌
C5装置塔开裂
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下图为2005年6月某气田低温分离器开工阶段发生爆炸,共造成2人死亡。 根本原因是设计时为防腐而选用的复合板材料欠妥，在制造时又未考虑
b. 再热裂纹宏观、微观形貌
烃类球罐典型裂纹形貌
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某石化炼油厂，2010年大修检查发现脱盐水预热器管箱不锈钢复合层开 裂。(HN)
主要原因： 由于管箱进行了650℃/2h的整体消除应力热处理，导致不锈钢复合层发 生敏化，大量碳化物在晶界析出，从而发生碳酸晶间腐蚀。
脱盐水预热器管箱不锈钢复合层开裂
直接原因是设计时根本没有考虑临海地区台风频繁所带来的循环载荷，导致焊缝中的原 始缺陷在风载荷的作用下发生了疲劳扩展，而临海环境中氯离子也对裂纹扩展起着推动作用 。焊缝中原始缺陷是由于制造时对40mm厚不锈钢焊缝采用了γ源检测，致使部分小缺陷无法 有效检出造成的，在这种情况下即使没有原始制造缺陷，长期使用也会不安全。
裂纹微观形貌
高温临氢管线阀门开裂
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某炼化企业的2台2000m3丙烯球罐，材料为07MnNiCrMoVDR，使用一年开罐检 验时也发现了大量表面裂纹，且裂纹最深已达壁厚的一半，历时八个月修复才得 以重新投用。
主要原因：材料再热裂纹倾向与焊接接头冷裂纹敏感性的矛盾在设计制造时 没有充分考虑。
次要原因：湿H2S介质影响。
a. 应力腐蚀开裂宏观、微观形貌
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某石化炼油厂，2010年大修检查发现，反应流出物换热器管箱入口不锈 钢法兰开裂。
主要原因： (1) 法兰(0Cr18Ni9)为铸造，且化学成分不合格，S含量较高； (2) 焊接线能量过大导致近焊缝产生了液化裂纹； (3) 液化裂纹在运行过程中管线施加的载荷作用下不断扩展最终穿透导致 泄漏。
反应流出物换热器管箱入口不锈钢法兰开裂
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2008年12月中石油某石化合成氨装置与转化炉工艺管线发生大面积TP321H 管箱焊缝开裂现象。(NX)
主要原因是设计选材不当， TP321H管箱焊缝和弯头母材在600~650℃ 温度 下长期运行发生了应力松弛开裂。
某煤化工厂预转化炉管线焊缝开裂
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下图为2007年某煤制油公司厚壁奥氏体不锈钢管道环焊缝发生的严重再 热裂纹开裂现象，材质为347H，管道直径为611mm，壁厚为77mm，焊材为TS347Z。
原因是设计者为了降低大厚壁管道的焊接残余应力、提高高温使用性能 ，要求按标准规范进行稳定化热处理(900±10℃×4~6hr保温)，但设计者对稳 定化热处理可能对E347焊缝产生的损伤机理缺乏了解，导致奥氏体和铁素体 晶界上NbC析出、晶界脆化，最终造成了管道大面积的再热裂纹开裂
2.4 若干静设备与无损检测相关的失效事故
2.4.1 方法选择不当
下 图 为 2008 年 5 月 Βιβλιοθήκη Baidu 炼 化 企 业 脱 甲 烷 塔 发 生 的 开 裂 事 故 。 该 塔 高 77.7m ， 上 段 直 径 Φ2600mm,下段直径Φ3600mm,壁厚18~40mm,材质为304不锈钢。
该塔安装完八个月后(未投入使用)，在塔体变径段(锥段)大小端焊缝、裙座焊缝、人孔接 管等部位都出现了穿透性开裂现象。