第三章 全面腐蚀  ▲

3.7 压力容器全面腐蚀失效案例

Vol.1  案例

液态烃出口管线弯头外腐蚀破裂

西北某400m3液态烃球罐，运行约15a，某年1月7日在正常运行时，下部进口管线弯头发生泄漏，泄漏速率逐渐增加，最终导致罐区起火、爆炸，事故共造成6人死亡、1人重伤、5人轻伤，直接经济损失900余万元。

管子规格为Φ108mm×5mm，操作压力0.4-0.5MPa，温度为小于40℃，介质为C4（含H2O）。宏观检查管子内壁腐蚀较轻，无腐蚀坑；管外全面腐蚀严重，图3-28为泄漏管段外表面宏观形貌。管子化学成分分析符合GB 9948中20钢要求，实测未开裂的直管段力学性能，Rm 450-500MPa合格，A 12-22%，明显下降；常温冲击试验结果，2.5×10×55mm试样KV0.2 30-50J、-20℃KV0.2 6-12J。弯头金相组织晶粒较粗大，含有少量的魏氏组织，焊缝热影响区有魏氏组织存在。在塑性变形较大区域，珠光体明显分解，渗碳体分布于晶粒晶界。腐蚀表面微观形貌为全面腐蚀特征，图3-29。测厚结果显示，弯头断口附近区域壁厚严重减薄，最小壁厚小于1.0mm，图3-30。

综合分析结果表明，该弯头泄漏是因外表面严重腐蚀减薄穿孔造成的。弯头使用时间约15a，因腐蚀渗氢，材料脆性增加，泄漏时因当时气温约-10℃左右，加之物料泄漏后在穿孔处气化，导致局部降温，所以，事故状态时，弯头材料脆性较大，在内压作用下，穿孔部位快速扩展断裂。

图3-28a  断裂后的弯管

图3-28b  法兰直管外表面腐蚀坑

图3-28  泄漏管子外表面宏观形貌

图3-29a  直管外壁

图3-29b  弯头外壁

图3-29  管子外表面腐蚀微观形貌

图3-30  断口附近壁厚

Vol.2  案例

尿素塔衬里和塔内件均匀腐蚀

01 尿素塔塔板和塔内件的腐蚀

某大化肥厂在早期检查塔板时，宏观检验发现部分塔板已经从原8mm厚减薄到3.5mm 左右，耳座腐蚀从6mm减薄至2mm、变形及焊接部位的严重腐蚀（图3-31）。

a．耳座的腐蚀减薄及变形

 b. 耳座腐蚀减薄

c. 耳座焊接收弧部位点蚀

d.耳座单边未焊引起的缝隙腐蚀

e.溢流管环焊缝缝隙腐蚀开裂

 图3-31  耳座腐蚀减薄、变形及焊接部位的严重腐蚀

把座耳剖开观察，发现平行于轧制表面上的腐蚀形态是属于沿晶形态，深度2～3个晶粒。同时晶粒本身也被腐蚀，由于这种腐蚀有别于—般的晶间腐蚀和均匀腐蚀，故被称为晶界优先的均匀腐蚀形态，见图3-32。

a. 座耳轧制表面上的腐蚀形态

b. 座耳轧制表面上的腐蚀形态

图3-32  座耳轧制表面上的腐蚀形态

座耳的机加工端面的晶间腐蚀明显，使之成为蜂窝状，沿轧制的条状δ铁素体深入母材(图3-33）。

a. 座耳机加工端面的晶间腐蚀

b.座耳的机加工端面的剖面

图3-33  座耳轧制表面上和机加工端面和的腐蚀形态

02 衬里板母材腐蚀减薄 

某大化肥厂从1987年开始发现有几块衬里板严重腐蚀减薄，其中有1块衬板中部约有0.7～0.8m2的面积减薄量大大超过正常值。1982年7月检测其腐蚀率为0.354mm·a-1，1989年12月检测最大腐蚀率达到0.6～0.8mm·a-1，到1990年检测时，3块板中最严重的仅剩4.4mm厚。

一些厂尿素合成塔衬里板严重腐蚀，有的衬里表面凸凹不平如图3-34a，有的表面则布满大大小小的麻坑如图3-34b，有的形成方向不同的条纹或细细的沟槽，如图3-34c。

a.衬里表面凸凹不平

b.表面布满的麻坑

c.形成方向不同的条纹或细细的沟槽

图3-34  尿素合成塔衬里板严重腐蚀形态