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(zhì)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(zhì)為常減壓側(cè)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(yīng)力和腐蝕介質(zhì)等惡劣條件下運(yùn)行了十一年，材料的組織結(jié)構(gòu)會發(fā)生顯著變化，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)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(jìn)行評估。 經(jīng)宏觀檢測，管子內(nèi)壁出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生了棕黑色腐蝕層，并產(chǎn)生了眾多沿管道周向的小裂紋。經(jīng)過對材料組織腐蝕產(chǎn)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(chǎn)生了大量偏析的帶狀組織，因而組織自身存在著組織內(nèi)應(yīng)力。管道材料在組織內(nèi)應(yīng)力和外部腐蝕環(huán)境特別是氯離子的長期作用下產(chǎn)生了應(yīng)力腐蝕。 本文采用帶環(huán)狀缺口圓柱形試樣，進(jìn)行了管線材料多維應(yīng)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(jìn)行了應(yīng)力、應(yīng)變場分析，得到了試樣危險點處當(dāng)量應(yīng)力、應(yīng)變，根據(jù)VonMises當(dāng)量理論，求出了試樣危險點的當(dāng)量塑性應(yīng)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(jìn)行管線實際工作條件下的溫度場、應(yīng)力場及應(yīng)變場計算。將實際受載下的當(dāng)量應(yīng)變范圍帶