油浆管线弯头泄漏失效原因分析江英2013年第2期PipelineTechniqueandEquipment2013No.2油浆管线弯头泄漏失效原因分析江英，赵新龙，陈雪松，李一红(大连市锅炉压力容器检验研究院检验4室，辽宁大连116024)摘要：针对某单位催化裂化油浆系统管线上弯头频繁出现渗漏的情况，对弯头开展了壁厚测量、宏观检查、金相检验、扫描电镜以及能谱分析，并利用计算流体动力学软件FLUENT模拟了流场特性。分析结果表明：弯头截面厚度存在明显减薄。弯头泄漏是油浆介质的冲刷与油浆中硫腐蚀共同作用的结果。弯头靠内弧侧、内外弧两颊部位冲刷腐蚀较严重，生产过程中应给予重点监控。适当降低介质在弯管内的流速，能显著降低冲刷腐蚀效果。关键词：弯头；冲刷腐蚀；泄漏；失效分析：TE88文献标识码：A：1004-9614(2013)02-0004-03LeakageAnalysisofElbowinSlurryOilPipelines激ANGYing,ZHAOXin・long,CHENXue-song,LIYi-hong(InspectionOffice4,BoilersandPressureVessellnspectionlnstituteofDalian,Dalianll6013,China)Abstract：TheLeakageofelbowoccursfrequentlyontheslurryoilpipelinesinacatalyticcrakingunitofthepetrochemicalmacroscopicinspection,metallographicexamina・plant.Ananalysisofelbowwascarriedoutthroughwallthicknessmeasurement,tion,searrningelectronmicroscopeandpowerspectrumanalysis・Thecharacteristicsoftheflowfieldwerealsosimulatedusingthecalculatedfluiddynamics(CFD)softwareFLUENT・TheresultsindicatethatareductionofthethicknessoccurredinthesectionoftheelboThereasonofelbowleakagecanbeascribedtoboththesouringeffectofslurryoilandthesulfurcorrosioneffect・Theinnerradiusareaandthecheeksidesoftheinternalandexternalradiishouldbemonitoredemphaticallyduetothesigrdficantscouringcorrosion.Asuitabledecreaseofthespeedoffluidflowintheelbowcangreatlyreducetheerosion・corrosioneffect・Keywords：elbow；erosiocorrosion；leakage；failureanalysis0引言压力管道应用广泛。由于多数管线使用工况苛[1]亥V,输运介质性质复杂，广泛存在因机械损伤或冲[2—3][4—5]。刷腐蚀等使管壁减薄乃至介质渗漏的情况研究表明：冲刷腐蚀占工业管线磨损破坏的8%o冲刷腐蚀机理涉及使用环境、管线材料及流体介质的耦[6—7],合，并伴有冲刷和腐蚀的交互作用因此较复杂。3密度P=970kg/m,管线工作压力p=1.0MPa・1.2壁厚测量首先对失效弯头截面厚度进行了测量，选取弯头2个横截面上8个测厚点，位置如图1所示某单位催化裂化油浆系统管线上弯头部位频繁出现渗漏，为了寻找弯头渗漏原因，在检修时将泵预热线上使用3年的弯头取下。文中对该弯头样本开展了壁厚测量、宏观检查、金相检验、扫描电镜以及能谱分析，并利用计算流体动力学软件模拟流场特性，寻找弯头渗漏原因，防止此类事故发生。1样品检验1.1使用工况及介质参数弯头规格为DN50,名义厚度t二5.6mm,材料为20钢。介质入口速度u=5m/s,介质黏度u=48mPa•s,图1失效弯头宏观形貌及测厚点收稿日期：2012-05-07收修改稿日期：2012-10-24第2期江英等：油浆管线弯头泄漏失效原因分析5由表1可知，与原厚度(5.6mm)相比，失效弯头在OA和OA截面的壁厚在3.70~4.71mm之间，有较大程度的减薄，尤其是在弯头对称横截面附近，减在内外弧薄量可达1.9mm.对比同一截面上各测点，D和A、D）的减薄量比两侧（B、C和B、C）要段（A、大。考虑到弯头在开工前检测时不存在减薄情况，因此减薄是在介质冲刷腐蚀时岀现的。表1样品厚度值图4弯头融合线部位平衡状态。但弯头焊缝融合线部位组织与母材不同（图4）,焊缝熔合线的组织主要为粗大的二次结晶组织，并且在融合线附近焊缝到基体的过渡部分，晶粒十分粗大，粗细分布不均，组织处于不平衡状态。导致这种现象的原因是焊接时过渡部分的金属在高温热影响导致晶粒较粗大。并且下处于局部融化状态，温度从焊点部位向外侧存在梯度，融合线部位受热影响不均，导致晶粒分布并不均匀。这种粗细不均匀的混晶区组织是产生应力腐蚀破断的最薄弱环节。1.5扫描电镜为了确立弯头的腐蚀特征，对弯头...