管道的失效与故障ppt课件

压力管道的故障与失效江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院张 洪 建目 录7.1 概述7.2 压力管道常见故障7.3 压力管道常见失效模式7.4 典型压力管道失效特点7.1 概 述压力管道是具有爆炸危险的特种承压设备。压力管道的用量大，分布广，遍布在电力、热能、石油、化工、化肥、冶金、农药、食品、医药等各行业。近些年的趋势表明，工业压力管道工程日趋复杂，正朝着大型化、整体化和自动化方向发展。由于历史、技术、管理上的原因，现行压力管道在设计、制造、安装及运行管理中存在各类损伤问题，管道发生失效甚至发生破坏性事故时有发生。压力管道损伤是指管道在外部机械力、介质环境、热作用等单独或共同作用下，造成材料性能下降、结构不连续或承载能力下降。压力管道失效是指管道损伤积累到一定程度，管道功能不能发挥其设计规定或强度、刚度不能满足使用要求的状态。失效在工程上俗称为故障。管道存在损伤不一定失效、不一定发生事故，而发生失效或事故则一定存在损伤。压力管道存在损伤或发生失效，因其有自身的特点。相对压力容器，首先，管道的直径和壁厚都要小得多，焊缝一般是环向的对接焊缝，内壁未焊透的缺陷普遍存在，缺陷一般是环向的。其次，管道导致断裂失效的载荷主要是由于管系膨胀、管系及阀件自重、强制安装等引起管道承受的弯曲载荷。内压引起的薄膜应力往往并不是主要载荷。压力管道发生故障导致失效或事故，实质是管道应力和管道材料性能的关系，当管道某处所受应力高于材料所能承受的极限，在该处存在材料损伤发生故障，进而管道发生损伤破坏。因此，对压力管道的失效分析可以从材料性能和管道所受应力两方面考虑。7.2 压力管道常见故障按发生故障产生的后果或现象可分为：泄露、爆炸、失稳。按故障发生原因大体可分为:超压、存在原始缺陷、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏等。按发生故障后管道失效时宏观变形量的大小可分为：韧性破坏(延性破坏)和脆性破坏两大类。按发生故障后管道失效时材料的微观(显微)断裂机制可分为：韧窝断裂、解理断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂等。习惯上往往采用混合分类方法，即以宏观分类法为主，再结合一些断裂特征可分为:韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疚劳破坏、蠕变破坏，其他型式破坏。腐蚀腐蚀金属材料表面由于受到周围介质的作用而发生状态变化，从而使金属材料遭受破坏的现象称为腐蚀。金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化。腐蚀会使管道整体或局部壁厚减薄，承载能力下降、造成破裂。腐蚀也会造成危害性极大的裂纹，造成管道的裂穿泄漏、严重时会造成突然破裂或爆炸。冲刷冲刷 冲刷是管道内的介质对管壁的长期冲刷，造成了管壁壁厚的减薄。冲刷一般伴随着冲刷腐蚀。介质流向突然发生改变，对金属及金属表面的钝化膜或腐蚀产物层产生机械冲刷破坏作用，同时又对不断露出的金属新鲜表面发生激烈的化学或电化学腐蚀，从而造成比其他部位更为严重的腐蚀损伤，故腐蚀速度较快。裂纹裂纹压力管道在运行过程中由于各种原因产生不同程度的裂纹，从而影响系统的安全。裂纹是压力管道最危险的一种故障，是导致脆性破坏的主要原因。裂纹的扩展很快，如不及时采取措施就会发生爆管。裂纹主要来源于下列两种情况:一是管材制造和管道安装过程中产生的裂纹，二是系统使用过程中产生或扩展的裂纹。前者是管材扎制裂纹、焊接裂纹和应力裂纹，后者是疲劳裂纹和腐蚀裂纹。要根据裂纹的分类采取相应的预防措施。鼓包鼓包当管内压力引起的应力超过材料的弹性极限(屈服点)时，除继续产生弹性变形外，同时还产生塑性变形，这种变形表现为鼓包。塑性变形使金属破坏后在应力方向上留存下较大的残余伸长，表现在管道上则是鼓包（直径增大或局部鼓胀和管壁的减薄），周长伸长率可达10%一20%。管道金属壁温超过其强度允许的温度时，金属强度就会下降，这时工作压力超过金属的屈服极限时，就有可能发生塑性变形，在宏观检查表现为鼓包现象。变形 压力管道由于不合理或错误的设计、安装，热应力导致管道在某些位置产生很大反力和反力矩、管系振动导致管道超出允许振动控制范围，致使管道系统发生结构（或其一部分）形状改变的现象。严重时压力管道发生整体坍塌。泄漏 压力管道由于管道裂纹或爆管、腐蚀变薄穿孔、法兰及阀门密封而失效等各种原因造成的介质流溢称为泄漏。7.3 压力管道常见失效模式压力管道常见失效模式 失效模式建立是压力管道的设计基础，设计方法（准则）必须针对失效模式，对压力管道检验结果的评价，也是建立在失效模式的基础上，而对压力管道运行过程失效模式的的识别，有助于定期检验方案的制定，利于在管道发生失效前及时进行修复或报废等处理，保证压力管道在一定条件下安全运行。失效模式主要有三种不同的分类方式。（1）欧洲标准失效模式归纳为三大类14种，第一大类为短期失效模式，分别有脆性断裂、韧性断裂、超量变形引起的接头泄漏、超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂、弹性、塑性或弹塑性失稳(垮塌）。第二大类是长期失效模式，包括蠕变断裂、蠕变一在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传递、蠕变失稳、冲蚀、腐蚀、环境助长开裂如:应力腐蚀开裂、氢致开裂。第三大类为循环失效模式，包括扩展性塑性变形、交替塑性、弹性应变疲劳(中周和高周疲劳)或弹一塑性应变疲劳(低周疲劳)以及环境助长疲劳。（2）压力管道设计时考虑的失效模式 脆性断裂、韧性断裂、接头泄漏（见规程第五十三条）、弹性或塑性失稳、蠕变断裂（见规程表3的后三栏）（3）我国国家标准GB/T30579-2014承压设备损伤模式识别考虑的失效模式有四大类，分别为腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤和其他损伤，共73种不同的损伤模式。1、腐蚀减薄、腐蚀减薄腐蚀减薄是指管道材料在腐蚀介质或腐蚀环境的作用下，金属材料发生损失所造成的壁厚减薄。压力管道的腐蚀是由于受到内部输送物料及外部环境介质的化学或电化学作用(也包括机械等因素的共同作用)而发生的破坏。管道的腐蚀减薄主要有盐酸腐蚀、电化学腐蚀、硫酸腐蚀、氢氟酸腐蚀、层下腐蚀、土壤腐蚀、微生物腐蚀、碱腐蚀、冲蚀等。盐酸腐蚀盐酸腐蚀 损伤机理：M+2HClMCl2+H2 盐酸腐蚀是常见的腐蚀，其主要的形态是：均匀腐蚀、局部腐蚀对碳素钢、低合金钢 应力腐蚀对不锈钢（如前所述）孔蚀（点蚀）对不锈钢 缝隙腐蚀对不锈钢 盐酸腐蚀可能会伴随的失效模式还有氯化铵腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂。容易产生盐酸腐蚀的装置容易产生盐酸腐蚀的装置在常压塔塔顶系统中，塔顶蒸汽流降温形成含盐酸的冷凝液，其pH值较低，可对管道造成快速腐蚀。加氢装置中的反应产物含有HCl，在冷凝后会形成盐酸腐蚀。废气系统含有氨和盐酸，容易形成氯化铵盐的垢下腐蚀，蒸馏工段可发生严重的盐酸露点腐蚀。催化重整装置中的催化剂中氯被置换形成盐酸，对废气系统、再生系统造成腐蚀，当含盐酸蒸汽流经分馏工段时，可导致盐酸露点腐蚀。氯丙烯装置中盐酸吸收塔塔底进入的HCl气体吸收后成为盐酸，氯化氢气体入口及盐酸出口管易发生盐酸腐蚀。电化学腐蚀电化学腐蚀 两种相连接的材料浸入电解质液中，由于材料电极电位的不同，形成同时进行的阳极反应和阴极反应过程的腐蚀，这两种材料分别称为阳极材料和阴极材料。损伤机理：电化学腐蚀多发生在电解质液中两种材料连接处。阳极材料可能发生均匀腐蚀或局部腐蚀，形成蚀坑、蚀孔、沟槽或裂缝等。除贵重金属外的所有材料都可能会发生电化学腐蚀。电化学腐蚀可发生：在任何电解质流体中存在电气连接的不同材料间使用不同材质制造的管道管道钝化膜或涂层发生破损处、埋地管道江河或海洋中的管道等。硫酸腐蚀硫酸腐蚀损伤机理：稀硫酸腐蚀表现为壁厚均匀减薄或点蚀碳钢焊缝和热影响区易遭受腐蚀，在焊接接头部位形成沟槽浓硫酸多在与金属接触部位形成局部腐蚀，可引起钢制管道的钝化，阻止腐蚀的进行容易产生硫酸腐蚀的装置容易产生硫酸腐蚀的装置碳钢、合金钢、奥氏体不锈钢、高硅铸铁、高镍铸铁、哈氏合金都会发生硫酸腐蚀现象，按耐蚀能力从低到高的顺序为碳钢、奥氏体不锈钢、高硅铸铁、高镍铸铁、哈氏合金。硫酸烷基化装置中易受硫酸腐蚀部位包括：反应器废气管线、再沸器、脱异丁烷塔塔顶系统和苛性碱处理工段。废水处理装置中硫酸通常在分镏塔和再沸器的底部蓄积，与这些部位相连接的管道内硫酸变浓，腐蚀性也较强。氢氟酸腐蚀氢氟酸腐蚀 损伤机理：M+2HFMF2+H2 碳钢的腐蚀表现为全面减薄或严重局部减薄，腐蚀后易形成氟化亚铁垢皮；高流速或强紊流引起的保护性垢皮损失会导致腐蚀速率加快。存在水时会破坏氟化物垢皮的稳定性，并将其转变为非保护性垢皮。高浓度的氢氟酸其腐蚀速率随着氢氟酸浓度减小(含水量增大)而增大。温度升高腐蚀速率增大。介质中如果含有Cu、Ni、Cr的离子，可加速氢氟酸腐蚀 容易产生氢氟酸腐蚀的装置容易产生氢氟酸腐蚀的装置碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、铜-镍合金、蒙乃尔合金等材料均会产生氢氟酸腐蚀现象。一般高腐蚀速率主要发生在操作温度高于66的管道，包括泄压阀入口、小口径放气口和排气口的盲管段，以及位于异构体汽提塔、脱丙烷塔和氢氟酸汽提塔、丙烷汽提塔塔顶部位的管道等。氢氟酸烷基化装置中临氢氟酸环境的管道以及含酸火炬气管道也会产生氢氟酸腐蚀现象。伴随氢氟酸腐蚀的失效模式还可能有氢氟酸致氢应力开裂。层下腐蚀层下腐蚀n层下腐蚀是指敷设保温层等覆盖层的金属在覆盖层下发生的腐蚀。其损伤机理为：n含有氯离子的海洋大气和含有强烈污染的潮湿工业大气易导致严重层下腐蚀。如果覆盖层防护不严密，覆盖层的间隙处或破损处容易容易渗水，水的来源比较广泛，可能来自雨水的泄漏和浓缩、冷却水塔的喷淋、蒸汽伴热管泄漏冷凝等。渗水可导致碳钢和低合金钢的腐蚀，如果渗水中含有氯离子并浓缩聚集，也可导致奥氏体不锈钢的层下表面开裂。层下腐蚀多发生在-12120温度范围内，尤以5093区间最为严重。碳钢和低合金钢遭受腐蚀时主要表现为覆盖层下局部减薄。奥氏体不锈钢遭受腐蚀时可能发生覆盖层下金属表面应力腐蚀铝、镁和钛等金属发生层下腐蚀后可在表面生成一层氧化膜，并失去表面金属光泽铜在遭受层下腐蚀时易在金属表面生成绿色腐蚀产物。容易发生层下腐蚀的装置容易发生层下腐蚀的装置碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢材料都会发生层下腐蚀。所有敷设保温层等覆盖层的装置和管道的覆盖层破损处、用蒸汽等进行加温伴热的管道、法兰和其它管件的覆盖层端口都容易发生层下腐蚀。年降雨量较大地区或沿海地区的管道发生层下腐蚀的几率会增加。层下腐蚀可能还会伴随有大气腐蚀、氧化腐蚀、氯离子应力腐蚀开裂。碱腐蚀碱腐蚀 碱腐蚀是指在高温NaOH情况下发生的应力腐蚀开裂，常见于碳钢和低合金钢中,主要取决于碱液的浓度、金属温度和应力的大小。n碱溶液对钢的腐蚀有两种形式：n1、腐蚀减薄；n2、碱脆。n碱脆是指在高温NaOH情况下发生的应力腐蚀开裂。常见于碳钢和低合金钢中,主要取决于碱液的浓度、金属温度和应力的大小。容易发生碱腐蚀的装置容易发生碱腐蚀的装置碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料都容易发生碱腐蚀。常减压蒸馏装置原油进料注碱部位的管道常减压蒸馏装置预热器、加热炉炉管和转油线内的注碱部位，尤其是注入的碱不能和油气充分混合时可能发生严重局部腐蚀。采用碱进行产品脱硫装置的管线也是容易发生碱腐蚀的部位。碱腐蚀同时还可能伴随有蒸汽阻滞。冲蚀冲蚀冲蚀也叫冲蚀磨腐蚀，是指固体液体气体及其混合物的运动或相对运动造成的表面材料机械损耗。损伤机理为流体与金属之间产生切应力，能剥离金属表面层或腐蚀产物，使新鲜的金属表面暴露出来，形成快速腐蚀。冲蚀/冲蚀腐蚀可以在很短的时间内造成局部严重腐蚀，典型情况有腐蚀坑、沟、锐槽、蚀孔和波纹状形貌，且具有一定的方向性。容易发生冲蚀的装置容易发生冲蚀的装置所有金属和合金都会发生冲蚀腐蚀。冲蚀易发生在输送流动介质的所有管道系统，尤其是弯头、三通和异径管部位，以及调节阀和限流孔板的下游部位。催化裂化装置反再系统的催化剂处理系统、焦化装置的焦炭处理系统，尤其是这些系统中的泵、压缩机和旋转设备。常减压装置的管道可能同时发生环烷酸腐蚀/冲蚀。采油装置泥浆输送管道系统也是容易发生冲蚀的部位。2、环境开裂、环境开裂环境开裂是指构件材料在介质或环境作用下发生的开裂，包含应力腐蚀开裂和非应力导向开裂。应力腐蚀开裂是金属材料在拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下引起的开裂。并不是任何的金属与介质的共同作用都引起应力腐蚀开裂。某种金属材料只有在某些特定的腐蚀环境中，才发生应力腐蚀开裂。应力腐蚀裂纹呈枯树枝状（开杈），大体上沿着垂直于拉应力的方向发展。裂纹的微观形态有穿晶型、晶间型(沿晶型)和二者兼有的混合型。常见环境开裂常见环境开裂n氯化物、碳酸盐、硝酸盐应力腐蚀开裂n碱应力、氨应力、胺应力腐蚀开裂n氢脆n湿硫化氢破坏n高温水应力腐蚀开裂n氢氟酸、氢氰酸致氢应力开裂n连多硫酸应力腐蚀开裂3、材质劣化、材质劣化材质劣化是指构件材料在温度或介质等因素作用下，金相组织或材料组成结构发生变化，导致耐腐蚀性能下降，或冲击韧性等力学性能指标降低的过程。高温氢腐蚀（4.4腐蚀中已述及）石墨化球化石墨化石墨化石墨化是指长期暴露在427596温度范围内的金属材料，其珠光体颗粒分解成铁素体颗粒和石墨的过程。损伤机理为碳化物分解，形成石墨球。石墨化损伤宏观观察不易发现，仅可通过金相检测判定。石墨化损伤的末阶段与蠕变强度降低有关，包括微裂纹/微孔洞形成、表面及近表面开裂。金相分析可观察到随机分布、链状分布或局部平面分布的石墨球。碳钢、钼钢容易产生石墨化现象。石墨化易发生下列部位：催化裂化装置中的热壁管道、延迟焦化装置中的热壁管道、焦化炉管乙烯裂解装置中的裂解炉管服役温度在441至552之间的省煤器管件、蒸汽管道等。粗珠光体钢制管道石墨化倾向较大，而贝氏体钢钢制设备或管道石墨化倾向较小。石墨化的同时还可能伴随有球化、蠕变现象。材料中添加Cr元素，可防止石墨化。球化球化球化是指在440760温度范围内，钢中碳化物聚团，形成大块球状微观组织的过程。钢材加热到一定温度时，珠光体中的片状渗碳体获得足够的能量后局部溶解，断开为若干细的点状渗碳体，弥散分布在奥氏体基体上，同时由于加热温度低和渗碳体不完全溶解，造成奥氏体成分极不均匀。以原有的细碳化物质点或奥氏体富碳区产生的新碳化物为核心，形成均匀而细小的颗粒状碳化物，这些碳化物在缓冷过程中或等温过程中聚集长大，并向能量最低的状态转化，形成球状渗碳体。球化一般目视检测不可见或不明显，主要通过金相分析判断。碳钢中片状碳化物相聚，形成较大的球状碳化物；低合金钢中弥散的细小碳化物相聚，形成较大的球状碳化物。碳钢、钼钢、铬钼钢容易发生球化。球化易发生部位主要有催化裂化装置、催化重整装置和焦化装置中的高温管，加热炉炉管其他服役温度高于454的所有碳钢、低合金钢制管道。球化的同时还可能伴随有石墨化现象。4、机械损伤、机械损伤机械损伤是指机械载荷作用下材料发生组织连续性被破坏或功能丧失等损伤的过程。常见的机械损伤有机械疲劳机械磨损超压蠕变机械疲劳机械疲劳机械疲劳是指在循环机械载荷作用下，材料、零件或构件在一处或几处产生局部永久性累积损伤而产生裂纹的过程。经一定循环次数后，裂纹不断扩展，可能导致突然完全断裂。机械疲劳通常起始于周期载荷下几何形状不连续处的表面，构件设计时几何形状的选择具有较大的影响，易致机械疲劳的常见几何形状不连续处有槽口、开孔、未修磨的焊接接头、缺陷、错边、腐蚀坑等。材料内部存在冶金和显微结构的不连续，典型情况有金属夹杂物、锻造缺陷、修磨后的焊接接头、工卡具划痕、机械磨损划痕和机械加工刀痕等位置，易产生机械疲劳损伤。所有金属材料都会出现机械疲劳现象。机械疲劳容易出现在以下部位：减压阀、流量调节阀附近的和管道、离心泵和压缩机的转轴、出口和入口的管道其他可能引起共振的管道。机械疲劳的同时还会伴随有振动疲劳。机械磨损机械磨损机械磨损是指两相互接触的表面产生相对摩擦运动，接触点形成的粘着与滑溜不断相互交替，造成材料表面损伤的过程。材料耐磨性主要取决于零件材料的硬度和韧性。硬度决定其表面抵抗变形的能力，但过高的硬度易使脆性增加，使材料表面产生磨粒状剥落。韧性则可防止磨粒的产生，提高其耐磨性能。应力越大，机械磨损越严重。润滑、温度、表面加工质量、装配和安装质量对机件的磨损有着重要的作用超压超压超压是指管道承载压力超过最大允许工作压力的过程。物料的流动性或其能量在承压设备内处于非平衡状态时，物料和/或能量在管道内发生聚集累加，造成承载压力超过设备最大允许工作压力，超压可分成物理超压和化学超压两类。超压可使材料发生塑性变形，甚至导致管道的韧性破裂。设备设计的安全裕度过小，在设备运行状态不稳定时等情况下可能发生超压。蠕变蠕变蠕变是指在低于屈服应力的载荷作用下，高温设备或设备高温部分金属材料随时间推移缓慢发生塑性变形的过程。蠕变有沿晶蠕变与穿晶蠕变两种。常用高温金属材料（如耐热钢、高温合金等）蠕变的主要形式为沿晶蠕变，在高温、低应力长时间作用下，晶界滑移和晶界扩散比较充分，孔洞、裂纹沿晶界形成和发展。穿晶蠕变则是在高应力条件下，孔洞在晶粒中夹杂物处形成，随蠕变损伤的持续而长大、汇合的过程。n所有金属和合金都会发生蠕变现象。n蠕变温度阈值以上运行的承压设备，如主蒸汽管道、高温烟气管道等。n运行温度略低于蠕变温度阈值的承压管道，其焊接接头热影响区和局部高应力区易发生蠕变n蠕变的同时还可能产生应力断裂、过热、再热裂纹等。4、典型压力管道失效特点、典型压力管道失效特点n1、低温管道n低温金属管道广泛应用于石油化工生产装置，在目前的大中型乙烯装置中，裂解气中氢气、甲烷等组分的分离多采用深冷分离。在化肥行业中经常会用到一些低温管道，如大型合成氨、甲醇装置低温甲醇洗工序中的管道等。此外低温管道还包括液化天然气管道、液氧、氨制冷系统压力管道等。其他损伤高温氢腐蚀腐蚀疲劳冲蚀低温脆断耐火材料退化铸铁石墨化腐蚀n当管道设计温度低于或等于-20时，为使金属管道能够满足在低温条件下安全使用的性能要求，应根据GB50235-2010工业金属管道工程施工规范的规定进行相应的低温冲击韧性试验，以检验金属管道在低温下的冲击韧性是否满足相关的冲击功要求。n钢铁材料在低温下冲击韧性显著降低。大量的冲击试验表明，温度低时钢对缺口的敏感性增大，这种现象称为钢的冷脆性。钢的冷脆性表明在温度变低时钢会由韧性状态转变成脆性状态，因此要防止钢的脆性断裂首先要掌握所使用的钢的冷脆转变温度。n材料变脆形成的断口，宏观上的特点是断口平齐，呈现金属光泽的结晶状态，断口与最大主应力垂直，如图1所示。n从断裂机制上来看，该断裂往往理解为解理断裂，由于多晶体的不同晶粒的结晶取向不一，它们穿过晶界时的解理刻面取向也就各有不同，这就是宏观上形成金属闪光的原因。材料愈脆，结晶愈细腻。材料的一个晶粒内，不只有一个解理面。当解理受到某种阻碍（如杂物、晶界等）会在不同层次的解理面解理，并形成台阶。解理台阶在电镜中形成河流状花样，见图2。2、城市热力管道、城市热力管道n城市热力管道是输送高温具有较高压力的蒸汽或热水的管道。n工业企业集中供热系统通常包括热源、室外热力管网和用户内部的热力管道。n热力管道从敷设形式上可分为架空管道和埋地管道。n城市热力管道的失效主要是管道疲劳破坏、断裂、泄露、失稳、腐蚀、蒸汽腐蚀等。城市钢制燃气管道城市钢制燃气管道城市钢制燃气管道就是将燃气输送给客户的管道。燃气主要包括天然气、液化石油气及人工煤气。由于城市燃气管道用户复杂，需求各不相同，因此管径变化频繁，各种阀门、弯头密布，线路情况十分复杂。城市地下燃气管道主要的腐蚀破坏来自于土壤的腐蚀作用。长输管道的腐蚀破坏不仅要考虑土壤腐蚀，还要考虑大气腐蚀和内腐蚀。城市钢制燃气管道的失效主要是管道泄漏和管道破裂，以及早期使用灰铸铁材料的低温脆性断裂。城市钢制燃气管道泄漏的原因城市钢制燃气管道泄漏的原因（1）施工不当（2）腐蚀造成的泄漏（3）违章操作（4）自然灾害（5）第三方破坏（TDP）（6）环境温度化工及石化装置管道化工及石化装置管道化工及石化管道特点 化工企业有大量的压力管道，它们的工作条件各种各样，工作压力由真空、负压到300MPa以上的高压、超高压。工作温度由负200以下至1000以上，许多场合的介质有毒、易燃、易爆。石油化工企业均为现代化大型企业，拥有各类管道数量多，管内介质也是多种多样，工作压力最高达300MPa以上，管内介质高温、高压、易燃易爆、有毒有害，而且装置基本都是技术密集、规模大、连续化生产，很多装置由国外引进。化工液氯管道的失效化工液氯管道的失效化工液氯管道，失效主要是化学腐蚀、电化学腐蚀、缝隙腐蚀等。腐蚀机理：氯和水反应生成次氯酸和盐酸，盐酸又和金属反应生成氯化铁和氢气，化学反应方程式分别为:Cl2+H20=HC1+HCl0，6HCl+2Fe=2FeCl3+3H2 其中氯化铁为黄褐色粉末，这就是经常看到液氯管道腐蚀部位的黄竭色固体粉末状的物质。控制液氯中的含水量是防止化学腐蚀的关键。电化学腐蚀是因为管道材料的不均匀性造成的，如电位的不均匀性，晶格的不均匀性等均能引起腐蚀。液氯对金属电化学腐蚀主要型式是孔蚀液氯管道焊接时，可能由于未焊透导致焊缝根部存在缝隙，液氯滞留在缝隙处，从而发生缝隙腐蚀。法兰连接处，由于密封不良导致法兰对接处金属间存在缝隙，发生缝隙腐蚀。石化炼油装置管道的失效石化炼油装置管道的失效石化炼油装置有原油蒸馏、加氢处理和催化重整等装置，这些装置的失效主要是HCl腐蚀（通常称H20+HCl+H2S环境）、酸性水腐蚀。原油蒸馏装置内，氯化镁和氯化钙盐水解形成HCl，并导致塔顶系统出现稀HCl。盐酸在很大浓度范围内对碳钢和低合金钢引发全面腐蚀和局部腐蚀，对铁素体或马氏体不锈钢主要是局部腐蚀(坑蚀)，对奥氏体不锈钢则产生点蚀与氯离子应力腐蚀开裂。酸性水腐蚀广义上定义为含水H2S和氨造成的腐蚀，并且通常是碱性的PH值。这种腐蚀由含水的二硫化氨(NH4HS)引起。石化加氢装置管道的失效石化加氢装置管道的失效石化加氢装置管道有加氢脱硫和加氢裂化装置管道，这些管道的失效主要是高温H2/H2S腐蚀。高温H2/H2S腐蚀是一种均匀腐蚀的形式，大多数炼油厂里，H2/H2S腐蚀的阀值温度是260，但要根据循环气体引入的硫化氢的量而定。在富氢环境中，原子氢能不断侵入硫化膜造成膜的疏松多孔，原子氢与H2S能得以互相扩散渗透，因而H2S的腐蚀就不断进行。石化奥氏体材料管道的失效石化奥氏体材料管道的失效石化装置中的奥氏体材料管道，尤其是催化裂化、脱硫、加氢裂化、催化重整装置、气体处理以及裂解、制氢、转化等设备与管道，这些管道失效主要是连多硫酸应力腐蚀开裂(PTASCC)、氯离子腐蚀。连多硫酸产生一般在设备停工期间，硫化物暴露与空气与湿环境形成，在敏感奥氏体不锈钢和其他敏感奥氏体合金中发生的沿晶开裂。300系列不锈钢，氯离子的腐蚀也是常见的，氯离子包括盐酸也包括氯化盐，只要lppm含量就会引起材料的点蚀与开裂。石化碳钢与低合金钢材料管道的失效石化碳钢与低合金钢材料管道的失效石化装置中的碳钢与低合金钢材料管道，失效主要是湿硫化氢应力腐蚀开裂、胺腐蚀等。在湿的硫化氢环境中，原子氢会扩散进入钢中，在夹层或夹杂物处氢原子会重新组合形成分子氢，内部的氢压力会大得足以使材料扭曲变形或者在表面形成凸起(HB)，在内部层状分布夹渣物开裂(HIC)，受残余拉应力引导走向的层状开裂(SONIC)。高浓度的原子氢会直接造成钢的氢脆或者氢致开裂，特别是高强度钢或高硬度钢(SCC)。胺溶剂在炼油厂中被用于去除来源于许多装置的工艺流体的硫化氢、二氧化碳和硫醇。胺腐蚀并非由胺本身引起，胺腐蚀是指在胺溶剂处理工艺中，由胺溶解的酸性气体(二氧化碳和硫化氢)、胺降解产物、耐热胺盐(HSAS)和其它污染物引起管道材料腐蚀减薄(均匀与局部)和应力腐蚀开裂。谢谢 谢谢 请批评指正请批评指正