Page 35 - 理化检验-物理分册2023年第六期
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DOI : 10.11973 / lh jy -wl202306005

                                 不锈钢波纹管膨胀节开裂原因





                                         李家兴   1 , 2 , 成 雷 1 , 2 , 白学刚 1 , 2 , 康昊源 1 , 2



                                           [ 1. 中国特种设备检测研究院, 北京 100029 ;

                                2. 国家市场监管技术创新中心( 炼油与化工装备风险防控), 北京 100029 ]
                    摘 要: 某石化公司不锈钢波纹管膨胀节发生开裂, 采用宏观观察、 化学成分分析、 金相检验、 能
                 谱分析等方法研究其开裂原因。结果表明: 波纹管膨胀节长期处于氯化物水溶液环境中, 在波纹管
                 加工时产生的残余应力以及工作中产生的应力作用下, 不锈钢波纹管膨胀节发生氯化物应力腐蚀
                 开裂。


                    关键词: 不锈钢; 波纹管膨胀节; 应力腐蚀开裂

                    中图分类号: TG115.2 ; TB31   文献标志码: A   文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 06-0019-03

                          Crackin g reasonofstainlesssteelbellowsex p ansion j oint

                                                       1 , 2
                                   LIJiaxin g 1 , 2 , CHENGLei , BAIXue g an g 1 , 2 , KANGHao y uan 1 , 2

                            ( 1.ChinaS p ecialE q ui p mentIns p ection& ResearchInstitute , Bei j in g 100029 , China ;

                    2.Technolo gy InnovationCenterofRiskPreventionandControlofRefinin g andChemicalE q ui p mentfor

                                         StateMarketRe g ulation , Bei j in g 100029 , China )


                     Abstract : Thestainlesssteelbellowsex p ansionj ointofap etrochemicalcom p an ycracked.Thecrackin g

                reason was studied b y means of macrosco p ic observation , chemicalcom p osition anal y sis , metallo g ra p hic

                examinationandener gys p ectrum anal y sis.Theresultsshowedthatthebellowsex p ansionj oint wasinthe

                environmentofchloridea q ueoussolutionforalon g time.Undertheresidualstress g enerateddurin g the p rocessin g

                ofthebellowsandthestress g enerateddurin g thework , thechloridestresscorrosioncrackin g ofthestainlesssteel

                bellowsex p ansion j ointoccured.


                     Ke y words : stainlesssteel ; bellowsex p ansion j oint ; stresscorrosioncrackin g

              波纹管膨胀节在石油化工领域中应用广泛, 具                            器于2014年投入使用, 设计压力为 1.6MPa , 工作

            有耐压、 密封、 耐腐蚀、 耐冲击、 减振、 降噪等功能, 起                    压力为0.37MPa , 设计温度为110 ℃ , 工作温度为

            到减轻设备变形和延长设备使用寿命的作用, 但在其                          107℃ , 工作 介 质 主 要 包 括 氯 甲 烷 ( 质 量 分 数 为

            服役过程中, 波纹管膨胀节除了发生疲劳破坏及非正                          92.21% )、 异丁烯( 质量分数为4.61% ) 和水( 质量分
            常因素破坏外, 还经常发生腐蚀破坏, 且以应力腐蚀                          数为2.32% ), 材料为316L 不锈钢。不锈钢波纹管
                     [ 1 ]
            破坏为主 , 给装置的安全生产带来了极大影响。                            膨胀节安装位置如图1所示。
                 某石化公司丁基装置压缩机出口附近发生氯甲
            烷气体泄漏, 通过泄漏试验, 发现位于压缩机出口下
            方的波纹管膨胀节发生开裂, 波纹管的波峰、 波谷部
            位局部已穿孔, 最终导致介质泄漏。该波纹管补偿



                收稿日期: 2022-11-29
                基金项目: 国家重点研发计划资助项目( 2021YFC3001805 )
                作者简介: 李家兴( 1988- ), 男, 本科, 工程师, 主要从事特种设
            备检验检测工作                                                      图1 不锈钢波纹管膨胀节安装位置
                通信作者: 康昊源, kh y luck y @126.com
                                                                                                          9
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