损害控制:应力腐蚀开裂减缓

编者按:这个定期专栏提供了影响油气、石化、化工、发电和相关行业设备的各种损坏机制的实际见解。我们鼓励读者对未来的主题提出建议，对当前文章发表评论，并提出关注的问题。所有提交的文章都将被审查，并用于选择主题和指导本专栏的方向。我们将对所有提交的材料严格保密。只有检查员188游戏平台下载和作者知道提交者的姓名和身份。请将您的意见发送给作者damagecontrol@188游戏平台下载m.bdglory.com。

介绍

本系列的前两部分讨论了通过无损检测(NDE)和使用适用性(FFS)方法进行有效损伤检测的各个方面，这些方法以API 579-1/ASME FFS-1和适用性(API 579)[1]为基础。具体而言，在本系列的第1部分中，讨论了影响常见炼油过程装置的以下类型的SCC:

• 胺鳞状细胞癌
• 氨鳞状细胞癌
• 碳酸盐岩鳞状细胞癌
• 苛性鳞状细胞癌
• 氯鳞状细胞癌
• 聚硫酸SCC

本期的损害控制将涵盖这些形式的SCC的损伤缓解技术，并提供实用的、可操作的步骤，通过设计、制造/焊接、热处理、维护/修理和工艺操作实践来提高设备的长期可靠性。从检查和维修的角度来看，理解和实施这些方法来防止SCC的发生，可以节省大量的长期经济成本，并可以最大限度地减少对工厂人员构成安全风险的昂贵故障。当SCC等损坏机制得到缓解时，也可以优化单元的操作和生产，从而减少意外设备停机时间。

胺类SCC缓解

在胺单元中，通常会遇到四种类型的环境开裂:硫化物应力开裂(SSC)、氢诱导开裂(HIC)、应力取向氢诱导开裂(SOHIC)和胺应力腐蚀开裂。前三种开裂机制与湿H有关₂S的伤害和详细讨论湿地指南₂S损害管理，这本电子书今年早些时候由inspectioner188游戏平台下载ing出版。本文的重点将放在胺单元中的胺SCC上。这种类型的损坏最早是在20世纪50年代早期发现的[3-4]，它最常发生在使用精胺(胺与水混合)的碳钢部件中;具体来说，单乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)服务，尽管甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺(DIPA)服务也可能发生这种情况[5-7]。此外，裂缝可能出现在腐蚀区域或未腐蚀区域，这使得很难定量地将腐蚀严重程度与裂缝倾向联系起来。通常，腐蚀本身(壁损)的发生是由于存在溶解的酸性气体，如硫化氢和二氧化碳，或胺降解产物，如热稳定盐(如硫代硫酸盐和硫氰酸盐)bbb。在富胺处，凡湿H₂S会导致硫化铁垢[2]的形成，胺SCC并不常见，因为这些垢对铁素体钢基体起保护涂层的作用。因此，湿H₂S损伤机制通常在富胺服务环境中更为普遍[3]。

减轻胺类SCC涉及设备总体设计、材料选择、原始制造方法、焊接、热处理、修复程序和过程控制等不同方面。一般来说，应指定有利的机械设计特性;也就是说，在可能的情况下，应该避免尖角、缺口和其他应力集中的地方。这些位置通常作为裂缝起始位置，因此代表潜在的SCC起始位置。对于角焊缝，为了最大限度地减少裂纹产生的可能性，通常建议对焊缝的脚趾进行混合研磨，以获得稍微延伸到母材厚度的圆形轮廓，从而减少局部应力产生。此外，如果可能的话，连接焊缝连续(避免缝合焊缝)和焊缝位置远离突然的厚度变化或主要的结构不连续通常是有利的。例如，与传统的焊接喷嘴附件(例如，焊缝直接位于喷嘴与外壳相交的地方)相比，具有光滑内外角半径的压力容器喷嘴锻件通常更适合恶劣的环境服务。此外，套筒焊接和螺纹连接可能会引入应力集中，从而引发裂缝，如果可行，应考虑设计替代方案。这些一般设计建议中的许多都超出了建筑规范的最低要求，并且通常在工程最佳实践文档中指定。

行业经验表明，胺类SCC存在于多种钢材中，现场遇到的SCC并没有明确地表明开裂敏感性和钢材性能之间存在任何显著的相关性。不像湿H中的SSC₂尽管随着拉伸应力水平(包括残余应力)的增加，开裂的趋势也会增加，但在不同的环境下，钢或焊层的硬度对氨SCC几乎没有影响。此外，通常由冷成型或局部高焊接残余应力引起的变形区域更容易发生胺类SCC。值得注意的是，由于穿壁焊接残余应力场，胺类SCC发生在设备的内部表面，而外部焊接附件(如与提升凸耳相关的部件)相对。一般来说，拉伸残余应力增加了裂纹萌生和扩展的倾向，增加了SCC、疲劳开裂甚至脆性断裂的风险[9,10]。考虑到这一点，也许没有其他缓解方法比焊后热处理(PWHT)和冷成型[7]后适当的应力消除更有效地防止碳和低合金钢(以及其他形式的SCC)上的胺类SCC。