低温甲醇管道焊口断裂分析
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摘 要：目前，因为中国经济的持续增长，其对能源的需要程度变得极为强烈。长输管道运输油气资源的方法业已引起了相关方面的重视，并且越来越普及。管道的焊接工程是管道构建中最为重要的环节，亦是左右管道作业是否与标准相符并且实现安全服务的重点。管道焊接工程作业是否与标准相符，会左右到管道工程的前期全部工作的质量。
关键词：低温甲醇；管道；焊口断裂
1 设备的基本情况
低温甲醇洗涤工艺以冷甲醇为吸收溶剂。利用甲醇在低温下对酸性气体（CO2、H2S、COS等）具有良好的溶解性，从质料气中脱除酸性气体是一种物理吸附办法。某化工企业低温甲醇洗涤工艺洗涤塔于2012年6月进行二期技能改造后投入运行。
塔分上塔和下塔，上塔為脱碳段，下塔为脱硫段。质料气从塔底进入，脱硫进入上塔脱碳段。质料气中的二氧化碳被低温甲醇（69594.09kg/h，-56.3c）吸收，净化气从塔中排出（CO2<10ppm，H2S<0.1ppm）。2015年3月24日下午16时55分，气化装置的气化炉连锁关闭。下午5点43分，甲醇洗涤塔上塔贫甲醇入口管线破裂，物料泄漏。开裂部位是贫甲醇入口锻件与焊管的第一道焊缝。焊管材质为S30408III，焊接壁厚10 mm，管材304L，壁厚7.1 mm。
2 缺点描绘
该部分分为两层。内表面有一整圈腐蚀，为该开裂形成了新的外层颜色。开裂在管道旁边面热影响区附近，内层有一整圈锈痕，焊缝外层无锈痕。结果表明，在焊接过程中，焊缝的整个圆周没有被穿透，穿透深度为2～5 mm。开裂面可见辐射线，内壁可见裂纹。开裂部位无缩短变形，开裂面光滑，灰黑色，以脆性开裂为特征。
因为企业恢复生产的需求，对喷嘴侧开裂进行了打磨和补焊，仅对管道侧开裂断面进行了剖析。别离进行了金相检验、铁素体含量测定和扫描电镜调查。断口金相调查表明，该焊缝为多道焊，焊缝金相组织为粗枝晶奥氏体和铁素体，铁素体含量高。
3 缺点原因剖析
开裂焊缝是铸造喷嘴与管道的第一道焊缝。接头壁厚不同，结构不连续。在装置过程中，铸造加强喷嘴和洗涤塔一起脱离工厂。焊缝坡口成形合理。管道侧焊缝的坡口一般在点焊前进行。从槽的宏观描摹和金相调查，槽不标准，钝边过大，表面粗糙。因而，焊缝熔深发作缺点，导致根部应力集中较大。有用壁厚只要5mm，强度最低。
在装置过程中，焊工过错地运用碳钢焊条和下方的碳钢焊接资料，然后运用不锈钢焊接资料盖。外不锈钢焊接资料受内碳钢焊道的影响。
碳钢焊缝和不锈钢焊缝中的碳含量和合金元素不同，导致碳在碳钢和不锈钢横截面中分散，碳迁移到两条焊缝碳钢侧的不锈钢焊缝侧。
渗碳层中的碳以碳化物的方法分出，硬度高，强度低。不锈钢焊缝中高铁素体含量是因为焊接资料的误用导致焊缝低温脆化的原因。未穿透根部靠近两焊道熔合线，导致管道启停前后发作晶间腐蚀开裂（管道运行时，管道介质无腐蚀机理）。在发作开裂前，汽化器的紧迫停机会导致洗涤塔进出口管道中介质的流量和温度突然改变，导致应力动摇大，低应力下焊缝脆断（发作开裂时，管道内压力不超过De标志压力，应力达不到资料的强度极限）。
4 焊接工艺
在焊接方法多样化的特点下，在清晰焊接工艺方法的前提下，有必要权衡产品的经济性、特性和效率等要素。此外，特别情况下管道焊接应选用手艺电弧焊。现在，电弧焊和亮光对焊在管道焊接中得到了广泛的使用。亮光对焊在前苏联的管道工程中得到了广泛的使用，但在我国还缺乏先例。
因而，笔者仅在这里阐述了手艺电弧焊工艺（20世纪80年代，俄罗斯开展了手艺电弧焊工艺）。现在，在我国的一些文献中清晰指出，需求选用下向焊接技能，主动（包含半主动）转换率需求超过70%。因而，在选用焊接工艺时，应遵从这一原则。管道焊接工艺与普通焊接工艺基本相同，分为覆盖、填充和底部焊接三个步骤。在项目的长期建设中，相关人员还探究了焊接工艺组合和使用等多种形式。
5 结论
管道的失效是因为管道装置过程中焊接资料的误用，焊缝无熔透缺点，导致焊缝力学性能达不到要求，属于制造缺点。因而，装置质量直接影响管道的安全运行，压力管道的装置一般在室外，敷设方法为架空、沿地、埋地，乃至经常进行高空作业，环境条件差，所以对装置质量控制要求严厉。在人员、焊接、资料工艺检验等方面有必要加强管理，为了进步焊工的本质，焊工有必要在上岗前获得相应的焊工证。焊接坡口方法挑选，坡口加工满足相应标准的要求。在资料采购和验收中，严厉执行焊接资料发放和收回准则，避免焊接资料的误用。
参考文献：
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[2]李瑞卿，王徐影.低温压力容器及低温管道设计中应注意的问题[J].化肥工业，2017，40（03）：70-72.
作者简介：
田志（1989- ），男，籍贯：宁夏，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：煤制气的净化及其附属装置的运行维护。
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