隨著壓力容器 (PV) 在石油和天然氣、化工和石化等重要工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，腐蝕風(fēng)險(xiǎn)增加。壓力容器失效和無(wú)組織排放的主要原因之一通常與金屬的腐蝕或侵蝕有關(guān)。

本文介紹了使用復(fù)合鋼板設(shè)計(jì)和建造的壓力容器 (PV) 中的三種嚴(yán)重腐蝕案例。生產(chǎn)和設(shè)計(jì)錯(cuò)誤最終導(dǎo)致金屬腐蝕。在一個(gè)案例中，這些錯(cuò)誤導(dǎo)致復(fù)合鋼和碳鋼的完全滲透腐蝕，但只有在無(wú)組織排放傳感器發(fā)出警報(bào)后才被發(fā)現(xiàn)。

它旨在提供在使用復(fù)合鋼壓力容器時(shí)需要牢記的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)注意事項(xiàng)。這些類(lèi)型的錯(cuò)誤不依賴(lài)于復(fù)合鋼板的類(lèi)型，因?yàn)樵跓彳垙?fù)合鋼板和爆炸復(fù)合鋼板容器中都會(huì)發(fā)生這種情況。

案例研究一

生產(chǎn)問(wèn)題：連接兩塊復(fù)合鋼板的焊縫的焊接 。使用的復(fù)合材料是 Hastelloy ? C-276。碳鋼是從碳鋼一側(cè)焊接的，復(fù)合材料從每側(cè)最大回修 4 毫米。包層是用正確的焊絲焊接的，但在開(kāi)始/停止道次或局部維修時(shí)沒(méi)有正確監(jiān)控碳鋼的拾取。這是不可接受的。磨痕的存在也是不可接受的。

從圖1中看到的孔中， 酸腐蝕了焊縫和碳鋼。它在遠(yuǎn)離焊縫的合理距離處腐蝕，直到它到達(dá)外面。如圖 2 所示，這導(dǎo)致了尾板的爆炸和破裂，從而導(dǎo)致了無(wú)組織排放物的釋放。

案例研究二

設(shè)計(jì)問(wèn)題：工藝側(cè)復(fù)合 板上的支架。在壓力容器的設(shè)計(jì)階段，通常假設(shè)碳鋼厚度將承擔(dān)全部負(fù)載。在設(shè)計(jì)時(shí)，不考慮包層承受的應(yīng)力。然而，在實(shí)踐中存在將支架焊接到包層上的例子。支架設(shè)計(jì)用于支撐過(guò)濾器和/或?qū)?nèi)部重型管道保持在適當(dāng)位置。如果這些支架設(shè)計(jì)不當(dāng)或焊接不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致支架下方的復(fù)合層產(chǎn)生局部應(yīng)力。如圖 2 所示，腐蝕也可能受到位于支架和環(huán)之間中空部分頂部的開(kāi)口中酸濃度的影響。

檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)支架右側(cè)壁上酸液流下處有局部腐蝕 (孔洞)，如圖所示。

確定用卡尺測(cè)量的8mm深度，該孔顯然已經(jīng)穿透了3mm的包層并進(jìn)入了碳鋼。無(wú)法判斷這個(gè)孔是否是由焊接造成的，因?yàn)楹附涌雌饋?lái)不夠充分。通過(guò)從外部測(cè)量碳鋼的厚度，我們測(cè)量了剩余厚度為3.2毫米。總壁厚為16毫米。最小厚度與之前觀察到的洞的高度不同 。拆下支架后，我們可以看到穿過(guò)復(fù)合層的穿透直徑為 8 到 10 毫米。我們通過(guò)研磨去除了該區(qū)域的熔覆層，并在碳鋼中發(fā)現(xiàn)了一個(gè) 25 x 20 毫米的孔。當(dāng)我們從內(nèi)部將腐蝕的部分打磨干凈后，剩余的壁厚只有 1.8 毫米。泄漏和完全滲透可能僅在幾天或幾周后發(fā)生。我們命令無(wú)損檢測(cè)(NDT)部門(mén)從外部對(duì)完整的碳鋼進(jìn)行全厚度測(cè)量，優(yōu)先考慮支架的水平。受影響的區(qū)域很快得到妥善修復(fù)。

案例研究三

材料選擇問(wèn)題：客戶(hù) 決定在包層容器內(nèi)部放置一個(gè)圓柱形套管。

原復(fù)合板 在支架下方和多個(gè)焊縫處嚴(yán)重腐蝕。該公司被建議在內(nèi)部用一個(gè)復(fù)合套管覆蓋原來(lái)的復(fù)合壓力容器。3 mm 圓柱形套筒在頂側(cè)和底側(cè)焊接。這艘船應(yīng)該是所有人的學(xué)習(xí)時(shí)刻。請(qǐng)理解，支架不是直接連接到套筒上，而是在套筒上方 20 的距離處。查看圖3，我們可以看到轉(zhuǎn)移到套筒中的巨大應(yīng)力。層腐蝕為零 ，刀刃鋒利。此外，還確定從支架頂部向下流動(dòng)的酸增加了問(wèn)題。由于容器在檢查前已在內(nèi)部進(jìn)行了清潔，因此無(wú)法測(cè)量任何酸濃度。我們建議將支架設(shè)計(jì)得更長(zhǎng)為了 降低局部應(yīng)力，但套筒仍然承受應(yīng)力和腐蝕，甚至產(chǎn)生孔洞。

我們懷疑 套管在任何位置被穿透的那一刻，都會(huì)在套管的背面(套管和原始包層之間)產(chǎn)生加壓的旋渦酸氣流，從而使套管的兩側(cè)都被腐蝕。它還通過(guò)層之間的摩擦和包層套筒對(duì)原始包層的錘擊效應(yīng)在包層之間產(chǎn)生腐蝕。總之，我們發(fā)現(xiàn)在此應(yīng)用中不建議使用復(fù)合套管。