一、概述

本文所指合成“四合一釜”是保險粉行業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝設(shè)備，其主要作用是完成保險粉生產(chǎn)中最后的壓濾、洗滌、干燥和混合等四個工藝過程，簡稱合成“四合一釜”。

在化工、化肥行業(yè)生產(chǎn)過程中，不銹鋼由于具有優(yōu)良的耐腐蝕性和良好的熱塑性、冷變性能力及可焊性，使得不銹鋼設(shè)備的使用越來越廣泛。但是，不銹鋼設(shè)備在富含CI--環(huán)境中運(yùn)行，受氯離子和拉應(yīng)力的共同作用，發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的現(xiàn)象，往往造成設(shè)備的失效和經(jīng)濟(jì)損失。因此，防護(hù)不銹鋼設(shè)備在CI-腐蝕介質(zhì)下的應(yīng)力腐蝕開裂顯得尤為重要。

二、合成“四合一釜”設(shè)備及技術(shù)工藝參數(shù)、所產(chǎn)保險粉產(chǎn)品特性等情況簡介

（一）設(shè)備本體結(jié)構(gòu)

合成“四合一釜”本體是進(jìn)行物料壓濾分離、洗滌、干燥和混合的主要部件，全部由06Cr18 Ni11Ti、06Cr18Ni10Ti不銹鋼材料制成，中間部位有直徑Φ2600 mm的內(nèi)圓筒和外部有直徑Φ2700 mm夾套圓筒，兩邊分別有直徑為Φ 700mm的凸緣，穿過內(nèi)外圓筒體，通過24棵直徑為M32螺栓與左、右半軸連接。內(nèi)筒體、夾套、隔板、左右凸緣與左、右半軸共同組成旋轉(zhuǎn)體。

左、右半軸是本體的支撐機(jī)構(gòu)，通過調(diào)心滾子軸承和軸承座固定在基礎(chǔ)上。右半軸裝有大齒輪與動力系統(tǒng)連接。（見圖1）

（二）合成“四合一釜”所生產(chǎn)的保險粉產(chǎn)品特性

保險粉具有強(qiáng)還原性和強(qiáng)氧化性，對光敏感，250℃時能自燃。加熱或接觸明火能燃燒，暴露在空氣中會被氧化而變質(zhì)。遇水、酸類或與有機(jī)物、氧化劑接觸，都可放出大量熱而引起劇烈燃燒，并放出有毒和易燃的二氧化硫，易分解，性質(zhì)很不穩(wěn)定?！八暮弦弧备獌?nèi)保險粉濕料在前期合成工序結(jié)晶不好、甲醇洗滌不到位、真空干燥時接觸酸性物料、O2、適量水等介質(zhì)時易分解，發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到臨界點時，短時壓力驟升，容易出現(xiàn)“四合一釜”應(yīng)力腐蝕失效損失。

圖1

（三）合成“四合一釜”的主要技術(shù)工藝參數(shù)（見表1）

表1 主要技術(shù)參數(shù)

（四）影響設(shè)備安全使用缺陷及運(yùn)行工況

22臺合成“四合一釜”釜在生產(chǎn)過程中不同程度在凸緣與夾套連接處產(chǎn)生裂紋泄漏（開裂）應(yīng)力腐蝕等，造成奧氏體不銹鋼設(shè)備合成“四合一釜”面臨著嚴(yán)重的腐蝕危害，同時有著發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的介質(zhì)工況和失效特證，為了能夠進(jìn)一步更好地發(fā)揮特種設(shè)備合成 “四合一釜”的設(shè)計使用壽命期限作用和功效，合成“四合一釜”運(yùn)行工況，每次連續(xù)工作時間約為4～4.5小時，其中壓濾、洗滌1小時，干燥、混合2～3小時，干燥時，夾套及盤管進(jìn)≤95℃熱水加熱干燥、混合；出料時，夾套及盤管進(jìn)入5℃冷卻水將熱釜冷卻至室溫，準(zhǔn)備下一次進(jìn)料。設(shè)備運(yùn)行周期平均為每天四釜料。該22臺合成“四合一釜”經(jīng)查操作工藝記錄：最高工作壓力、工作溫度、介質(zhì)等工藝參數(shù)未發(fā)生變更，且符合運(yùn)行工藝技術(shù)要求。

三、設(shè)備檢查情況及存在缺陷問題

合成“四合一釜”為某公司2012年02月制造，2014年03月投用，使用到 2017年02月（不到3年時間），22臺合成“四合一”釜在生產(chǎn)過程中不同程度發(fā)生凸緣與夾套連接處產(chǎn)生裂紋、應(yīng)力腐蝕等，使生產(chǎn)運(yùn)行中的奧氏體不銹鋼設(shè)備合成“四合一釜”產(chǎn)生裂紋泄漏，向外噴水。為確定設(shè)備失效產(chǎn)生的原因，停止設(shè)備運(yùn)行，對設(shè)備工藝狀況，設(shè)備材料，設(shè)備缺陷性質(zhì)進(jìn)行全面檢驗檢測工作。為此本站對該合成“四合一釜”做了大量的檢驗檢測（包括材質(zhì)光譜、金相分析）、冷熱水切換跟蹤試漏試驗及冷熱水中氯離子分析檢查工作。（見圖2）

圖2 “四合一釜”凸緣裂紋開裂滲漏

（一）設(shè)備工藝運(yùn)行狀況檢查分析結(jié)果

設(shè)備工作壓力、溫度等工藝參數(shù)均在正常范圍之內(nèi)；對冷卻水進(jìn)行水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)：其循環(huán)水中含氯離子，CI-含量達(dá)645ppm，PH值5.5；熱水中CI-約含68ppm。

（二）材質(zhì)光譜分析結(jié)果（見表2、表3）

筒體材料牌號，06Cr18Ni11T(S32168)成分見表2。

夾套材料牌號06Cr18Ni10Ti(S30408)，成分見表3。

表2

表3

從上述表2、表3中可以看出06Cr18 Ni11T(S32168)、06Cr18Ni10Ti(S30408) 不銹鋼材料的化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T4237-2015《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》要求，屬于低碳奧氏體不銹鋼，同時符合奧氏體型鋼的化學(xué)成分偏差GB/T222的規(guī)定。

(三)合成“四合一釜”檢驗檢測缺陷及檢查情況記錄

1.22臺合成“四合一釜”設(shè)備存在大致相同的缺陷，缺陷部位也基本相同：凸緣與筒體夾套、筋板連接處及夾套與筋板連接處有裂紋，縱向裂紋沿焊縫邊緣及焊縫影響區(qū)發(fā)展經(jīng)查看在凸緣與夾套、筋板連接處焊縫及熱影響區(qū)之間發(fā)現(xiàn)貫穿裂紋和微裂紋，貫穿裂紋呈波紋形，處于角接焊縫偏向熱影響區(qū)方向發(fā)展，縱向裂紋大體平行于角焊縫，附近有灰黃色腐蝕物，經(jīng)檢測含有CI-、S元素。

2.在返修施焊解剖時檢查發(fā)現(xiàn)焊接結(jié)構(gòu)與設(shè)計圖樣不一致，設(shè)計圖樣技術(shù)說明要求該部位為全熔透結(jié)構(gòu)；內(nèi)觀檢查時，發(fā)現(xiàn)夾套與凸緣及筋板與夾套、凸緣的角焊縫坡口沒有采用全熔透結(jié)構(gòu)，其角焊縫存在制造加工時先天未焊透、未熔合等埋藏缺陷。這就給設(shè)備投用生產(chǎn)過程中帶來嚴(yán)重隱患問題，所產(chǎn)生的裂紋缺陷為制造過程中先天性不足條件引發(fā)。（見圖3）

圖3 “四合一釜”凸緣滲透檢測(PT）發(fā)現(xiàn)裂紋

四、應(yīng)力腐蝕及設(shè)備失效特征

（一）不銹鋼應(yīng)力腐蝕及特點

就壓力容器腐蝕而言，組成元件的介質(zhì)和金屬之間由于電化學(xué)作用或者化學(xué)作用而造成金屬變得脫離、消耗和疏松的現(xiàn)象。因為腐蝕機(jī)理和現(xiàn)象都非常復(fù)雜，一般按照腐蝕的環(huán)境、腐蝕的機(jī)理和形態(tài)等劃分。本文所指應(yīng)力腐蝕（簡稱SCC或應(yīng)力腐蝕開裂）是對應(yīng)力腐蝕敏感的材料在環(huán)境和拉應(yīng)力的共同作用下發(fā)生的開裂。應(yīng)力腐蝕開裂是一種亞臨界裂紋生長現(xiàn)象，分為裂紋萌生，裂紋亞臨界擴(kuò)展和剩余截面最終過載斷裂三個階段。其特征發(fā)生應(yīng)力腐蝕時環(huán)境腐蝕性較弱，應(yīng)力水平也低于材料的屈服強(qiáng)度，因此材料表面一般沒有明顯的腐蝕現(xiàn)象，材料也沒有塑性變形，這種沒有金屬宏觀體積上的塑性變形是應(yīng)力腐蝕破裂的主要特征。加之這種應(yīng)力腐蝕開裂出現(xiàn)的時間有短有長，宏觀檢查時應(yīng)力腐蝕裂紋很纖細(xì)，很難被發(fā)現(xiàn)，此種裂紋(斷裂)出現(xiàn)是大量材料損耗及壓力容器災(zāi)難性事故出現(xiàn)的主要原因。就合成“四合一釜”而言，安裝、焊接機(jī)冷加工時局部所形成的殘余應(yīng)力為主要的應(yīng)力來源。從而易發(fā)生突發(fā)性的開裂，造成嚴(yán)重后果。

（二）應(yīng)力腐蝕的機(jī)理與條件

1.合成“四合一釜”形成應(yīng)力腐蝕機(jī)理描述

合成“四合一釜”形成應(yīng)力腐蝕機(jī)理描述：容器材料的某個部件及部位，常在點蝕坑、缺口、表面缺陷、截面突變或角接焊縫等應(yīng)力集中部位易萌生裂紋；在重力載荷(疲勞)和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下發(fā)生開裂的(破壞)，這種在交變應(yīng)力作用下的應(yīng)力腐蝕，形成裂紋起源可有多處，常形成多條平行裂紋。除過載引起最終裂紋(斷裂)時產(chǎn)生塑性變形外，整個開裂過程中通常幾乎沒有一絲塑性變形。通常首先出現(xiàn)在支承連接件上一側(cè)的角接(焊縫)部位上，應(yīng)力腐蝕裂紋帶有許多尖端，裂紋尖端可能并不尖銳，但是充滿了氯化物或氧化物，并呈穿晶擴(kuò)展。該容器設(shè)備在正常工作環(huán)境中使用且受焊接殘余應(yīng)力、加工應(yīng)力(軸孔不同心圓)及應(yīng)力集中(凸緣附件和角焊縫余高)影響的部位都可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象。

06Cr18Ni10Ti不銹鋼材料制成的合成“四合一釜”凸緣部件與外夾套間應(yīng)力腐蝕開裂，說明鉻鎳不銹鋼在含有氧的氯離子的水溶液中，首先在金屬表面形成了一層氧化膜，它阻止了腐蝕的進(jìn)行，使不銹鋼鈍化，降低了不銹鋼在氧化性介質(zhì)中的腐蝕速度，使不銹鋼的耐腐蝕性能提高。氯離子的活化作用對不銹鋼氧化膜的建立和破壞均起著重要作用。由于設(shè)備本身的拉應(yīng)力和保護(hù)膜增厚帶來的附加應(yīng)力，使局部地區(qū)的保護(hù)膜破裂，破裂處的基體金屬直接暴露在腐蝕介質(zhì)中，該處的電極電位比保護(hù)膜完整的部分低，形成了微電池的陽極，產(chǎn)生陽極溶解。因為陽極小、陰極大，所以陽極溶解速度很大，腐蝕到一定程度后，又形成新的保護(hù)膜，但在拉應(yīng)力的作用下又可重新破壞，發(fā)生新的陽極溶解。在這種保護(hù)膜反復(fù)形成和反復(fù)破裂過程中，就會使某些局部地區(qū)的腐蝕加深，最后形成孔洞，而孔洞的存在又造成應(yīng)力集中，更加速了孔洞表面的塑性變形和保護(hù)膜的破裂。這種拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)的共同作用便形成了應(yīng)力腐蝕裂紋。（見圖4）

圖4 “四合一釜”金相分析、應(yīng)力腐蝕裂紋

2.合成“四合一釜”一般設(shè)備容器發(fā)生應(yīng)力腐蝕需要同時滿足兩個條件：

(1)拉伸應(yīng)力：絕大多數(shù)應(yīng)力腐蝕發(fā)生在拉應(yīng)力作用下，其應(yīng)力可以來自工作載荷，冷加工或熱加工的殘余應(yīng)力，裝配應(yīng)力，腐蝕產(chǎn)物的楔力等。

(2)特定的材料和環(huán)境組合：應(yīng)力腐蝕的重要特點是需要材料和環(huán)境的特定組合（奧氏體不銹鋼處在熱的、濃的氯化物溶液、被氯化物污染的蒸汽、水當(dāng)中是特定組合之一）。應(yīng)力腐蝕通常只發(fā)生在合金上，純金屬很少發(fā)生。

（三）合成“四合一釜”出現(xiàn)的故障有如下特征

1.合成“四合一釜”凸緣與外夾套連接部位，設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理存在一定的缺陷，所指該部位沒有采用全焊透結(jié)構(gòu)；

2.設(shè)備機(jī)加工過程中，焊接角焊縫存在先天性不足缺陷(未焊透、未熔合)，給運(yùn)行過程帶來隱患，最終留存在該部位的殘余應(yīng)力泄放，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂傾向；

3.設(shè)備組裝過程中幾何尺寸超標(biāo)，整個軸孔不在一個同心圓上，兩邊支承距離不等，所產(chǎn)生的扭矩（L）＝力(F)×半徑(r)大小不一樣；

4.該合成“四合一釜”設(shè)備旋轉(zhuǎn)時，承受外加截荷(設(shè)備自重量和物料重量)交變應(yīng)力過大；

5.冷卻水中含有大量氯離子，水質(zhì)偏酸性；

6.裂紋開口，沒有明顯的塑性變形；

7.凸緣與外夾套材質(zhì)為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼，不含穩(wěn)定性元素Ti；

8.設(shè)備工作時，熱水溫度85℃～95℃，0.32 MPa～0.35 MPa的工作壓力，并富含CI-。

五、合成“四合一釜” 使用失效原因分析

該合成“四合一釜”的失效同設(shè)計、制造加工、安裝、使用過程介質(zhì)腐蝕破壞有著密切的聯(lián)系。因為該設(shè)備容器在受到內(nèi)部設(shè)計、制造、使用等內(nèi)因不良因素和外部環(huán)境的化學(xué)、電化學(xué)及應(yīng)用介質(zhì)的因素影響，極易受到破壞或者損傷。所以，在壓力容器的具體應(yīng)用期間，對于其腐蝕性危害問題，要求有關(guān)人員必須要高度重視起來，將有效的防護(hù)對策制定出來，從而更好地發(fā)揮出壓力容器的作用和功效。

大量奧氏體不銹鋼在氯離子溶液腐蝕環(huán)境中引起的應(yīng)力腐蝕開裂事件，引起了國內(nèi)特種設(shè)備(業(yè)內(nèi)專家)同行和廣大工程技術(shù)人員的廣泛關(guān)注，他們的研究工作和結(jié)果，顯示了奧氏r體不銹鋼應(yīng)力腐蝕的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，發(fā)現(xiàn)氯離子引起奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂與CI- 濃度（300×10-6以上會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，小于20×10-6不會發(fā)生應(yīng)力腐蝕）、應(yīng)力、溫度（50℃～149℃會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕）、pH值（當(dāng)PH=6～7時，奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂最敏感）、合金成分（Ni含量在9%～12%時發(fā)生應(yīng)力腐蝕的傾向性最大）等因素有關(guān)。

（一）應(yīng)力分析

裂紋開口在夾套和凸緣、筋板連接焊縫及熱影響區(qū)，說明焊縫及附近區(qū)域存在較大拉應(yīng)力。一是夾套和凸緣、筋板連接角焊縫的焊接工藝不合理，使得焊縫成形出現(xiàn)缺陷，產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中；另外，合成“四合一釜”工作時，由于工藝要求，加熱和冷卻交替引起的循環(huán)熱應(yīng)力使夾套內(nèi)壁不斷受拉應(yīng)力以及內(nèi)壓引起的膜應(yīng)力作用；再者是凸緣的直徑較大，與筒體、夾套相焊接會造成筒體、夾套的局部變形，在設(shè)備正常運(yùn)行期間，凸緣與筒體、夾套連接處不僅承受工作壓力的作用，還承受外力矩、交變應(yīng)力等應(yīng)力的作用，這樣，在凸緣與筒體、夾套連接處一定范圍內(nèi)會引起局部高應(yīng)力。上述各種應(yīng)力的共同影響，與氯離子交互作用，是引起應(yīng)力腐蝕開裂的主要原因。

（二）腐蝕環(huán)境

夾套內(nèi)工藝用的循環(huán)冷卻水含有大量氯離子（敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，水不斷蒸發(fā)，造成氯離子濃度增加）、PH值偏低呈酸性，熱水溫度約90℃富含氯離子（冷、熱水管道共用，造成氯離子從冷水中進(jìn)入熱水中）。奧氏體不銹鋼對含有氯離子的介質(zhì)特別敏感，溶液中氯離子的存在，將會導(dǎo)致金屬產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。這是由于在較大的應(yīng)力作用下，金屬材料的原子處于不穩(wěn)定的高能狀態(tài)，而氯離子半徑小，穿透能力強(qiáng)，非常容易穿透鈍化膜內(nèi)極小的孔隙，把鈍化膜上的氧排掉，與失去電子的材料表面鈍化膜中的陽離子結(jié)合成可溶性氯化物，繼而在應(yīng)力的協(xié)同作用下，鈍化膜被破壞的區(qū)域產(chǎn)生裂紋，使不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。由于微裂紋的應(yīng)力集中效應(yīng)，尤其是酸性氯離子水溶液中，金屬元素氧化過程溢出的部分氫將擴(kuò)散進(jìn)入材料或裂紋尖端，加速了應(yīng)力腐蝕開裂過程。同時90℃熱水使氫與氯離子的擴(kuò)散得以增強(qiáng)，繼續(xù)使材料的脆裂得以擴(kuò)大，最終導(dǎo)致材料斷裂。

上述兩種主要因素的共同作用下，使得外夾套與凸緣、筋板連接處出現(xiàn)貫穿裂紋，是造成設(shè)備失效的主要原因。

六、有效的防護(hù)措施及對策分析

應(yīng)力腐蝕開裂是應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用的結(jié)果，應(yīng)著重從設(shè)計、選材、介質(zhì)、降低外載應(yīng)力、結(jié)構(gòu)、工況環(huán)境、制造過程控制、使用管理上進(jìn)行改進(jìn)。

1.合理的用材選擇

(1)為了避免出現(xiàn)金屬的應(yīng)力腐蝕，將壓力容器的應(yīng)用壽命延長，保證能夠安全地運(yùn)行壓力容器，在對壓力容器進(jìn)行設(shè)計的過程中，選材是首先要做的事情。選擇的正確與否，是防腐的有效措施。確保設(shè)備可以合理地運(yùn)行，是選材的主要目的。在選材時，對壓力容器所處的溫度、壓力情況及介質(zhì)等必須要綜合進(jìn)行考慮。合金的耐腐蝕性及金屬材料同所接觸的介質(zhì)聯(lián)系密切，所以，在對金屬材料進(jìn)行選擇時，對于此介質(zhì)中的耐腐蝕性能必須充分地予以了解。

(2)一般的奧氏體不銹鋼(0Cr18Ni)，不含有提高抗晶間腐蝕的穩(wěn)定化元素Ti或Nb，對Cl- 水溶液介質(zhì)有高度的應(yīng)力腐蝕敏感性，建議夾套材料改用06Cr18Ni10Ti(S30408)奧氏體不銹鋼，提高抗晶間腐蝕能力，減低應(yīng)力腐蝕敏感性。

2.合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）建議兩端凸緣結(jié)構(gòu)設(shè)計上，應(yīng)采用《鋼制壓力容器—分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行詳細(xì)的局部應(yīng)力分析計算，對不同類別的應(yīng)力進(jìn)行分類和強(qiáng)度評定，應(yīng)用極限（軟件分析計算）和安全性原理，允許設(shè)備容器材料局部屈服，采用最大剪應(yīng)力理論，以主應(yīng)力差的最大值作為設(shè)備容器發(fā)生應(yīng)力破壞的依據(jù)。從而改善和避免該局部高應(yīng)力集中區(qū)，所產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕裂紋。

(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計上，隔板、內(nèi)筒體、夾套與左右凸緣共同組成旋轉(zhuǎn)體，如果適當(dāng)增加隔板厚度和凸緣的外徑尺寸，以及選擇好補(bǔ)強(qiáng)圈，可以提高夾套及設(shè)備整體剛度和強(qiáng)度，改善外加應(yīng)力的分布情況，減小外加應(yīng)力對夾套與凸緣連接焊縫結(jié)構(gòu)的影響。

(3) 在設(shè)計合成“四合一釜”時，采用全焊透結(jié)構(gòu)，對于容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕的結(jié)構(gòu)要禁止選擇，增加無損檢測比例，防止有死角缺陷漏檢，出現(xiàn)在凸緣與外夾套角焊縫中，這樣沉淀物聚積會出現(xiàn)腐蝕。確保殘液在底部的出口中能夠被排放干凈，避免殘留液的腐蝕。

3.加強(qiáng)制造過程中間控制

(1)改善和控制合成“四合一釜”凸緣與外夾套連接部位制造過程中，因設(shè)計結(jié)構(gòu)原因所引起不合理(存在不允許未焊透、未熔合等)存在的缺陷，消除因先天性不足而引起殘余應(yīng)力；

(2)設(shè)備機(jī)加工過程中，要提高凸緣與外夾套連接部位角焊縫焊接質(zhì)量，不斷改進(jìn)和消除凸緣與外夾套角焊縫因焊接缺陷存在而留存的殘余應(yīng)力；通過焊后熱處理降低焊接殘余應(yīng)力和加工應(yīng)力，將凸緣與外夾套角焊縫輪廓打磨圓滑過渡以降低焊縫余高所引起的局部應(yīng)力集中區(qū)；

(3)設(shè)備組裝過程中，要嚴(yán)格控制幾何尺寸的超標(biāo)，保持軸孔同心、兩邊支承距離相同、扭矩相等；

(4)降低焊接的殘余應(yīng)力。制定正確的焊接工藝，對焊接工藝、焊接材料進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制，改變加工過程使不銹鋼材料快速通過敏化區(qū)來改善敏化態(tài)腐蝕裂紋，選擇適當(dāng)?shù)暮缚p坡口，在焊接過程中采用手工小電流多層多道焊，盡量減少焊接應(yīng)力，保證整個角焊縫全熔透。在滿足凸緣與左、右軸系的同軸度要求及凸緣與本體的垂直度要求而進(jìn)行二次加工前的熱處理，盡量采用通過高溫固溶處理（即固溶淬火1065℃～1120℃），以改善焊接接頭組織結(jié)構(gòu)，避免抗應(yīng)力腐蝕性能。

4.加強(qiáng)工藝指標(biāo)、工藝操作規(guī)程控制

(1)加強(qiáng)工藝管理和工藝指標(biāo)檢查，加強(qiáng)“四合一釜”操作人員技能和責(zé)任意識培訓(xùn)，是預(yù)防應(yīng)力腐蝕開裂發(fā)生的重要手段。

(2)嚴(yán)格控制每釜投料時的重量(質(zhì)量)和比例，做到精準(zhǔn)工藝投料控制；

(3)減少和避免設(shè)備外加載荷(設(shè)備自重量和物料重量)所產(chǎn)生較大的載荷交變應(yīng)力；

5.不斷改善和達(dá)標(biāo)存在的應(yīng)力腐蝕介質(zhì)

(1)合理控制和定期監(jiān)測循環(huán)冷熱水的化學(xué)成分，并始終保持CI-不超過25ppm；

(2)在生產(chǎn)條件理想的狀態(tài)下，需要不斷達(dá)標(biāo)和改善存在的應(yīng)力腐蝕介質(zhì)，將能夠帶來嚴(yán)重腐蝕的有害成分有效去除掉，或者通過緩沖劑、抗蝕劑和中和劑等抑制和降低腐蝕的影響，進(jìn)而將合成“四合一釜”設(shè)備的抗應(yīng)力腐蝕能力提升。

(3)要知道應(yīng)力腐蝕開裂是應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用的結(jié)果，應(yīng)從多方面考慮，要特別重視從設(shè)計結(jié)構(gòu)上、選材上、制造上、降低或減少應(yīng)力、控制介質(zhì)、使用上不斷進(jìn)行改進(jìn)。

6.加強(qiáng)和制定設(shè)備管理維護(hù)規(guī)定

(1)加強(qiáng)安全管理工作，對“四合一釜”增加崗位安全巡檢頻次和應(yīng)急救援防范措施；完善“四合一”釜運(yùn)行管理制度，加強(qiáng)使用過程的日常檢查和維修保養(yǎng)。每月對內(nèi)外殼體、凸緣及盤管的冷熱水交替試漏試驗不少于一次，嚴(yán)格執(zhí)行法定、定期檢驗制度，加強(qiáng)安全附件管理并定期校驗。

(2)加強(qiáng)對使用運(yùn)行過程中的“四合一釜”其它物料監(jiān)控和測量，設(shè)備內(nèi)的物料為Na2S2O4，在濕空氣中生成連多硫酸H2SXO4（X＝2-6），連多硫酸不但引起不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂，而且連多硫酸和CI-有相互促進(jìn)與加速應(yīng)力腐蝕開裂作用。因此，建議設(shè)備運(yùn)行場所應(yīng)避免“明流水”，保持工作環(huán)境空氣的干燥。設(shè)備停止運(yùn)行時，應(yīng)對設(shè)備和管道進(jìn)行充氮氣封閉，防止保險粉中的連二亞硫酸鈉分子與濕空氣相遇生成連多硫酸。設(shè)備、管道需要清洗時，應(yīng)使用堿性水清洗，然后用清水沖洗，清水中CI-不超過25ppm(國家行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范)，然后用干燥空氣或氮氣吹干設(shè)備、管道。

七、結(jié)束語

綜上所述，從以上合成“四合一釜”在氯離子水溶液環(huán)境中應(yīng)力腐蝕失效與防護(hù)的技術(shù)探討分析，可以看出，首先應(yīng)合理地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)、制造過程控制和降低組裝應(yīng)力水平；再從控制介質(zhì)、工況環(huán)境、使用管理上進(jìn)行改進(jìn)；從而降低“四合一釜”腐蝕失效速率，加速了生產(chǎn)運(yùn)行過程中的效率；同時也滿足了能效要求（節(jié)能減排）；最終降低設(shè)備運(yùn)行成本，提高了生產(chǎn)上的經(jīng)濟(jì)效率。其次延長特種設(shè)備壓力容器的使用壽命，原先使用的設(shè)備3年就被判廢，現(xiàn)在可按設(shè)計使用壽命時間8-10年運(yùn)行，最少延長了5-7年的使用時間；從經(jīng)濟(jì)費用上算一下可知，按106萬元/每臺計算，平均每臺延長6年使用壽命時間，可節(jié)約費用為：（106萬÷3年-106萬÷6年）≈17.67萬元/年·臺；22臺/年×17.67萬元/年·臺=388.59萬元。

通過對合成“四合一釜” 使用失效原因分析，解決生產(chǎn)過程中的應(yīng)力腐技術(shù)問題，并取得明顯經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；更主要的是消除安全生產(chǎn)隱患，確保了該設(shè)備能安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。同時也為中鹽安徽紅四方股份有限公司經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展起到了很好的保駕護(hù)航作用。實踐證明，通過不斷摸索和改善該合成“四合一釜”運(yùn)行工況，整體提高了耐應(yīng)力腐蝕水平，目前運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、技術(shù)性能指標(biāo)優(yōu)良。在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動下，隨著我國特種設(shè)備制造業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大，也給生產(chǎn)應(yīng)用制造業(yè)帶來機(jī)遇和挑戰(zhàn)，對此，本文通過上述分析和討論，主要闡述了特種設(shè)備壓力容器使用中所出現(xiàn)的腐蝕情況問題及相應(yīng)的防護(hù)對策，從而為相關(guān)單位及同行工程技術(shù)人員在實際工作中提供一定的借簽和幫助。

目前企業(yè)在材料領(lǐng)域通過產(chǎn)學(xué)研合作開展課題研究，如果要從材料本身著手，選用超低碳不銹鋼或雙相鋼，也是提高抗結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕能力的有效途徑。其次在加工過程中，可以采用通過高溫固溶處理（即固溶淬火1065℃～1120℃）或改變加工過程使不銹鋼材料快速通過敏化區(qū)來改善敏化態(tài)腐蝕裂紋的傾向。另外在材料中添加鈦、鈮等穩(wěn)定元素，在焊接過程中采用手工小電流多層多道焊。也可通過焊后穩(wěn)定化處理（850℃～900℃）來改善抗應(yīng)力腐蝕性能。