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        污水預(yù)處理PAC加藥線失效原因分析

        2021-08-30 12:20:52唐國慶姚涵曦
        煉油與化工 2021年4期
        關(guān)鍵詞:藥線直管斷口

        唐國慶,蘇 毅,姚涵曦,高 博

        (1.中國石油大慶石化公司檢測信息技術(shù)中心,黑龍江大慶163714;2.中國石油大慶石化公司機(jī)械廠,黑龍江大慶163714)

        進(jìn)行金相檢驗(yàn)之前必須針對材料的組成結(jié)構(gòu)以及性能進(jìn)行大量的測試研究,通過理論化的數(shù)據(jù)完成對材料的認(rèn)識。根據(jù)材料的特性進(jìn)行相互之間的對比與規(guī)律性的研究,從而得知材料間的共性特點(diǎn)以及特殊性能[1]。

        1 案例

        某水氣廠污水車間預(yù)處理PAC加藥線送檢件為1根開裂的加藥線直管段,見圖1。

        圖1 預(yù)處理PAC加藥線開裂的直管段

        經(jīng)了解,該加藥線于2012年6月投入使用,內(nèi)部藥劑分別為聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁鐵,設(shè)計(jì)材質(zhì)為304,管線規(guī)格Φ38×3。該加藥線曾于2012年7月發(fā)生過斷裂,修復(fù)后于11月26日又發(fā)現(xiàn)有3處泄漏,為查明該加藥線開裂原因,對該管線做了綜合分析[2,3]。

        2 檢驗(yàn)分析內(nèi)容

        試件名稱:預(yù)處理PAC加藥線;檢驗(yàn)項(xiàng)目:失效分析;材質(zhì):304;規(guī)格:Φ38×3;檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):GB/T13298-91;件數(shù):1件;腐蝕方法:王水;設(shè)備名稱:倒置式金相顯微鏡;掃描電子顯微鏡;設(shè)備型號:奧林巴斯PME3S-3400N

        2.1 宏觀檢驗(yàn)

        用肉眼觀察開裂管段,發(fā)現(xiàn)直管段母材部位共有3處裂紋,裂紋均沿直管段周向開裂,開裂最大部位約占整個管段周長的1/3左右,裂紋處無明顯塑性變形痕跡,呈現(xiàn)脆性開裂特征。送檢管段內(nèi)、外壁均覆蓋一層黃色物質(zhì),后經(jīng)專業(yè)工作人員溝通確認(rèn),該黃色物質(zhì)為藥劑結(jié)晶,見圖2。

        圖2 開裂的直管段周向裂紋

        2.2 掃描電鏡及能譜分析

        將送檢管段制成掃描電鏡試樣,經(jīng)多次超聲波清洗后,將試樣裝入掃描電子顯微鏡內(nèi)進(jìn)行觀察[4]。在高倍下觀察斷口表面,發(fā)現(xiàn)斷口表面大部分覆蓋著1層腐蝕產(chǎn)物,在腐蝕產(chǎn)物較少部位可觀察到解理狀花樣,呈現(xiàn)脆性斷裂特征,見圖3。

        圖3 斷口較少部位呈解理狀花樣

        采用能譜儀對斷口表面腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行半定量元素分析,分析結(jié)果除基體元素外還可見少量的Cl元素,見圖4。

        圖4 能譜半定量元素分布

        2.3 金相分析

        在直管段裂紋擴(kuò)展的尖端采用機(jī)械加工的方法制成微觀金相試塊,經(jīng)過粗磨、多次細(xì)磨及拋光后制成微觀金相試樣,未腐蝕前上金相顯微鏡觀察,未見超標(biāo)冶金缺陷。繼續(xù)觀察可見裂紋尖端較尖銳,呈樹枝狀擴(kuò)展,是典型的應(yīng)力腐蝕形貌[5],見圖5。

        圖5 顯微金相組織應(yīng)力腐蝕形貌

        將金相試樣經(jīng)王水浸蝕后觀察,顯微組織為:奧氏體,裂紋呈穿晶態(tài)擴(kuò)展,見圖6。

        圖6 斷口裂紋金相應(yīng)力腐蝕

        3 結(jié)束語

        綜合以上分析認(rèn)為,該加藥線是某水氣廠污水一車間預(yù)處理PAC加藥線送檢件,在使用時發(fā)生開裂,開裂是由應(yīng)力腐蝕引起。

        (1)氯離子對304不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性較強(qiáng),在潮濕的環(huán)境中容易發(fā)生氯離子聚集。

        (2)在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下,發(fā)生了應(yīng)力腐蝕開裂。

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