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1、台分气缸泄漏的原因分析及防止措施某化工企业 2004 年 2 月从外地购一台分气缸投入运行，分气缸 于 2004 年 12 月发生泄漏，随后由制造单位进行维修继续运行，投入 运行不久，该分气缸再次发生泄漏。一、分气缸设备的基本情况1. 分气缸设计技术参数该台分气缸的设计技术参数见表 1，结构简图见图 1。表 1 设计技术参数名称指标设计压力（MPa）1.6工作压力（MPa）W1.2设计温度（C）320工作温度（C）300工作介质过热水蒸气焊缝系数5）1.0腐蚀裕度（mm）1.0全容积（m3）2.3主体材质16MnR容器类别一oB2B3A2-?B11 人孔1进汽孔1 压力表口1匕:出汽口安全阀口
2、 排污口图 1 分气缸结构简图该台分气缸其他油罐技术条件为：A、B类焊缝100%射线探伤， 设备制造完毕后，以 2.6Mpa 进行水压试验，简体公称直径 800mm， 壁厚 12mm。2. 分气缸的实际工作条件（1 ）第一次泄漏时，泄漏点有 2 处：一处在筒体与封头相连的 环焊缝B1熔合线上，长度约为8cm；另外一处是进汽管与筒体相连 的角焊缝上，裂纹已延伸至筒体母材。2 泄漏点均是由内部穿透而形 成。泄漏后，设备立即停止运行，由有资格的单位制定维修方案进行 维修。先打开设备保温层，然后对设备的纵、环焊缝从外面进行 100% 射线探伤，探伤结果见表 2。对所有返修的部位由设备的内部刨去缺 陷，
3、然后补焊，对 B1 环焊缝全部格开，加工坡口，重新组焊。所有 缺陷清楚补焊后，进行射线探伤检查合格，设备重新投入运行。表 2 探伤结果表主焊缝拍片张数返修片数缺陷性质A154纵向裂纹A253纵向裂纹A352纵向裂纹B188横向裂纹、纵向穿透开裂B288横向裂纹B388横向裂纹B488横向裂纹（2）维修后的设备运行不到半年，又在环焊缝 B1 中出现了泄 漏，而且通过对设备进行全部射线探伤，又发现了与第一次泄漏相同 性质的裂纹，数量很多。鉴于此，这台设备已没有维修价值，作判废 处理。三、泄漏的原因分析通过对该台设备2 次泄漏的检查及维修情况的分析，笔者认为在分析该台设备出现大量的裂纹、泄漏的原因上
4、应从一下方面着手。1. 审查出厂原始资料出厂原始资料齐全，设计图纸有关产品结构设计、制造技术条件 符合国家有关技术规范要求。对泄漏的设备的母材、焊缝取样进行理 化分析，分析结果符合技术要求。2. 设备存在的应力设备存在着较大的应力，特别是焊接残余应力的影响。设备运行 时，由于减温装置喷淋水有时供应不上，导致设备工作温度高低有变 化，这时设备存在温差应力；由于蒸汽进汽口在设备的一端，使蒸汽 进入设备内部后与设备本身产生的冲击力大小不一，设备也存在着交 变应力。这些应力的存在为裂纹的产生提供了有力的条件。3. 裂纹情况分析通过对 2 次泄漏发现的裂纹数量、分布情况、裂纹扩展的速度及 应力状况分析，
5、这些裂纹的扩展方向与拉应力的方向垂直，裂纹的断 口具有脆性断口的特征，裂纹的严重部位都在离蒸汽进汽口近的部 位；通过对蒸汽进汽管前的减温装置喷淋用的回收水化验，发现回收 水具有一定的弱碱性，是应力腐蚀开裂的介质因素。由此看来，导致 设备泄漏的原因是应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂是在拉应力和腐蚀介 质共同作用下出现的脆性开裂。其特征是出现裂纹甚至断裂，裂纹端 部的扩展速度很快，断口有脆性断裂的特征。应力腐蚀开裂是由电化 学腐蚀与机械作用彼此交替促进的过程。在腐蚀介质中首先发生电化 学腐蚀，经过一段时间后产生狭长的微裂纹，在裂纹端部产生应力集 中，加之渗入裂纹内的吸附介质起了锲入作用，促使裂纹向前发展
6、， 直至材料断裂。应力腐蚀开裂总是从表面开始，并沿厚度方向不断的 沿其尖端向纵深进行选择性腐蚀。可在不太大的拉力应力作用下迅速 扩展，甚至在没有明显塑性形变的情况下即发生脆性开裂，最易出现 应力腐蚀开裂的温度范围大约在50200C。环焊缝B1及角焊缝出 现的泄漏就是应力腐蚀导致材料断裂的结果。四.采取的防止措施1. 从设计上加以改进 把原来蒸汽进口改到筒体中部的位置，并且在进口下部装一缓冲 板，用来见效蒸汽对设备产生的交变应力。主体材质16MnR改为20g, 壁厚相应增加。因为16MnR比20g合金元素高，易形成一定的淬硬倾 向，焊后容易产生较多的残余应力，导致裂纹的产生。2. 更换减温装置用水 蒸汽进口管前加的减温装置用水具有弱碱性，应换为纯洁干净的符合要求的水质，保证设备工作介质的环境符合要求，防止应力腐蚀 发生。3. 严格对设备运行操作的管理 在设备运行过程中，操作工应严格按照设备操作程序操作，保证设备运行时减温装置用的喷淋水连续供应，防止设备工作温度变化过 大。通过对分气缸设备出现泄漏维修情况的分析，找出了泄漏的原因，并采取了有效措施。设备更换新的后，经采取措施，2005 年 7月投入运行至今，运行情况很好，未发现泄漏等异常情况。
