加氫脫酸裝置管線安全性評估.pdf

1、某石化公司加氫脫酸裝置的管線于1990年建成，1996年投入使用，其具體參數(shù)為：管線材質為1Cr18Ni9Ti(無縫鋼管)；管線規(guī)格Ф219×20.62；操作壓力為4.5MPa；操作溫度為230～270℃；介質為常減壓側線油(常二、常三、減二、減三)、氫氣、硫化氫，并且有氯離子存在。加氫脫酸裝置的管線在高溫、應力和腐蝕介質等惡劣條件下運行了十一年，材料的組織結構會發(fā)生顯著變化，嚴重影響設備運行的安全性。所以其安全情況如何，是否可以繼續(xù)使

2、用是必須解決的重大問題。因此，需要從腐蝕和疲勞兩方面對其安全性進行評估。 經宏觀檢測，管子內壁出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象，產生了棕黑色腐蝕層，并產生了眾多沿管道周向的小裂紋。經過對材料組織腐蝕產物檢測、金相組織檢測等多項微觀檢測，得知管材在軋制的過程中產生了大量偏析的帶狀組織，因而組織自身存在著組織內應力。管道材料在組織內應力和外部腐蝕環(huán)境特別是氯離子的長期作用下產生了應力腐蝕。 本文采用帶環(huán)狀缺口圓柱形試樣，進行了管線材料多維應力

3、狀態(tài)下不同缺口形式的高溫低周疲勞總壽命試驗。利用有限元軟件ANSYS對試樣進行了應力、應變場分析，得到了試樣危險點處當量應力、應變，根據VonMises當量理論，求出了試樣危險點的當量塑性應變范圍，最后利用最小二乘回歸方法及Manson-Coffin公式，得到了該材料高溫低周疲勞總壽命方程。 用有限元軟件ANSYS建立管線模型，模擬管線實際工作狀態(tài)，進行管線實際工作條件下的溫度場、應力場及應變場計算。將實際受載下的當量應變范圍帶