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。