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)。這些類型的錯(cuò)誤不依賴于復(fù)合鋼板的類型，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，但在開始/停止道次或局部維修時(shí)沒有正確監(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)致了無組織排放物的釋放。

案例研究二

設(shè)計(jì)問題：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。無法判斷這個(gè)孔是否是由焊接造成的，因?yàn)楹附涌雌饋聿粔虺浞?。通過從外部測量碳鋼的厚度，我們測量了剩余厚度為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，我們可以看到穿過復(fù)合層的穿透直徑為 8 到 10 毫米。我們通過研磨去除了該區(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。我們命令無損檢測(NDT)部門從外部對(duì)完整的碳鋼進(jìn)行全厚度測量，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

材料選擇問題：客戶 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)的酸增加了問題。由于容器在檢查前已在內(nèi)部進(jìn)行了清潔，因此無法測量任何酸濃度。我們建議將支架設(shè)計(jì)得更長為了 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。