压力容器劣化原因分析

任何与容器表面接触的物质，无论是有机或无机组分、污水或淡水、蒸汽或空气，都可能在容器表面引起劣化。劣化的形式可以是电化学、化学、机械或以上三种形式的综合。劣化可能由于温度、应力、疲劳（包括由振动和压力变化引起的疲劳）、冲击、高速冲刷或紊流所致。

1.腐蚀

腐蚀是引起压力容器材质劣化的主要原因，并且可能发生在容器的任何部位。劣化的严重程度受介质中腐蚀性物质的浓度、温度、特性以及材料耐蚀性的影响。

炼油厂中最常见的内部腐蚀介质是硫化物和氯化物组分、苛性碱、无机酸、有机酸、水（特别是低pH的水）、沉积物或疏松的腐蚀性化学物质，其他用于特殊工艺过程的化学物质也可能腐蚀容器。例如，由于苛性碱与应力共同作用引起的应力腐蚀断裂，严重的石墨化腐蚀，孔洞式和层间型脱锌腐蚀，沉积物堵塞及沉积物下腐蚀。

外部腐蚀，特别是隔热层内，随着湿度的增加而加快，该种腐蚀还随空气环境中的污染物而加速发展。在工业区和海滨地区的环境条件下特别易于引起腐蚀。

2.冲蚀

冲蚀是指由固体颗粒或液滴在材料表面的冲刷引起的表面材料损耗，经常发生在节流处、流向转变处或由于紊流引起的高流速处。典型的冲蚀发生在出入口的接管处、内部管线、隔栅或塔盘折流板、进口接管正对的容器壁、内部支承板和受冲击的折流板处。

腐蚀和冲蚀并存会加速劣化的速率。腐蚀和冲蚀并存的情况可能发生在催化裂化装置中分馏塔底部与接管正对的地方。

3.组织和成分变化

压力容器在可能引起材料显微结构和金相组织变化的工况下运行时，显微结构和金相组织的变化常常影响金属的力学性能，并导致裂纹或其他劣化。微观组织变化既可由对金属的加热和冷却失误所致，也可由金属的化学成分变化所致。这些变化的例子有石墨化、氢脆、碳化合物析出、晶间腐蚀和脆化。

4.机械应力

如不采取预防机械应力的措施，将引起容器失效。温度骤变、周期性温度变化、振动、任何原因引起的超压力波动以及外界载荷等都是机械应力源。裂纹、鼓胀、扭曲和内部装置的倾覆是机械应力作用的表征。

5.选材错误或加工失误

在压力容器上发生的许多问题都可以归究到选材错误或加工失误。由于选材错误或加工失误造成的问题有断裂、泄漏、堵塞和严重腐蚀。

在制造容器前或制造容器的过程中，容器材料内部的夹层如果未被发现，在容器投入运行后，夹层可能扩张，当夹层扩张至板材表面时，就表现为裂纹。

板材中可能存在表面难以发现的缺陷，腐蚀后，这些缺陷会导致泄漏。如果泄漏非常严重或裂纹接近临界值，则会导致失效。(www.xing528.com)

对于新工艺缺乏经验，可能会造成选材不当而导致严重腐蚀。修理时采用物理性能不合适的材料也能导致严重腐蚀或失效。

6.制造错误

制造错误包括焊接质量差、热处理不当、制造配合尺寸超出GB150.1～150.4—2011的尺寸误差范围、内部设备安装不当、法兰或螺纹接头组件不匹配。

（1）焊接质量差

不正确的焊接工艺或粗糙的焊接可能会引起未焊透、未熔合、裂纹、咬边、夹渣和气孔，其中任何一种情况都可导致裂纹产生或引起失效。

（2）热处理不当

热处理不当会造成焊缝附近的残余应力偏高，影响金属的物理性能及其耐蚀性，也可导致材料硬化，并可在振动影响下开裂。

高残余应力可能导致在容器运行一段时间后出现延迟裂纹，尤其是在接管和补强板周围。在腐蚀条件下，高残余应力可导致应力腐蚀裂纹，也可导致耐蚀性的改变。

热处理温度过高或保温时间过长会造成材料的损害，以至于材料的物理性能不能满足技术要求。

（3）尺寸偏差

制造工艺不当可导致误差超过GB150.1～150.4—2011允许的范围，这将导致应力集中并可能引起失效。

（4）安装不正确

内部设备的不正确安装可降低运行效率、通道堵塞及在压力波动时内部设备的移位。

（5）组装不正确

法兰、螺纹连接组件的不匹配或紧固不当可引起渗漏，如果是螺纹连接则会造成完全失效。