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API571 规范.doc

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API571第一版,2003年12月化工厂大型设备的损害原理美石油学好文件目录附则A技术性要求A.1详细介绍A.2要求方式第1节详细介绍和范畴(略)第二节论文参考文献(略)第三节专业术语和简称的界定3.1专业术语马氏体马氏体不锈钢板碳素钢二乙醇胺(DEA)双相钢金相组织金相组织不锈钢板热危害区(HAZ)氢致裂开(HAZ)高合金钢奥氏体奥氏体不锈钢板羟基二乙醇胺(MDEA)单乙醇胺(MEA)镍基地应力造成的氢致裂开(SOHIC)不锈钢板3.2标记和简称CFM–转换电流量磁通量泄露检测E–声发射ET–声发射检测GO–过热蒸汽柴油机UBT–全自动超音波二次电子检测BFW–加热炉给排水C2–化学元素符号,意味着酒精或丁二烯C3–化学元素符号,意味着丙醇或peC4–化学元素符号。

意味着丁醇或丁烯Cat–金属催化剂或催化反应CDU–石油蒸馏装置CH4–甲烷气体CO–一氧化碳CO2–二氧化碳CVN–夏式V形空缺CW–冷却循环水DIB–脱异丁烷塔DEA–二乙醇胺,因为氨设备,树脂吸附油中的H2S和CO2。DNB–泡核烧开的偏移EC–涡电流,关键用以非铁原材料的检测FCC–液体加氢裂化FMR–当场金相分析拷贝HAZ–热危害区HB–抗拉强度值HCO–重循环系统油HCGO–重焦化厂柴油机HIC–氢致裂开HP–髙压HPS–髙压分离设备HVGO–重缓解压力柴油机HSLA–高韧性合金结构钢IC4–化学元素符号,异丁烷HSAS–热平稳氨盐IP–正中间工作压力IRIS–內部旋转查验系统软件K.O.–knockout,asinK.O.drum(储罐?流回罐?)LCGO轻焦化厂柴油机LCO–轻循环油LP–底压LPS–底压分离设备LVGO–轻缓解压力柴油机MEDA–羟基二乙醇胺MEA–单乙醇胺mpy–miles每一年MT–磁粉探伤检测NAC–环烷酸NH4HS–硫氢化铵I–呈阳性原材料明确FD–工艺设计流程图T–液态透过检测RFEC–远程控制当场涡电流检测RT–射线照片检测SCC–晶间腐蚀裂开SOHIC–地应力引起的氢致裂开SS–不锈钢板SW–酸性水SWS–酸碱性水蒸气提SWUT–裁切波超音波检测Ti–钛3。

2.60UT–超音波测试3.2.61VDU–减压蒸馏设备3.2.62VT–估测3.2.63WFMT–湿莹光磁粉探伤颗粒物测试3.2.64H2–氡气3.2.65H2O–水3.2.66H2S–氯化氢第4节普遍损害原理全部加工厂4.1概述这节探讨的普遍损害原理涉及到的加工厂包含炼油厂和石油化工、纸桨和造纸工业、动物化石公共设施。原理分为下列几一部分:机械设备和冶金学上的无效薄厚上的匀称或部分损害高溫浸蚀自然环境輔助裂开4.2机械设备和冶金学上的无效石墨化.1损害的叙述石墨化是某类碳素钢和0.5Co钢长期性在8001100°F(427593℃)范畴内实际操作下外部经济机构发生转变,导致抗压强度、可塑性和/或耐应力松弛特性的降低。温度上升,这种钢中的渗碳体相不稳定。

会转化成高纯石墨瘤,这类溶解状况称之为石墨化。.2受影响的原材料一些级别的碳素钢和0.5Co钢。.3评定要素危害石墨化最重要的要素包含成分、地应力、温度和曝露時间。一般,石墨化不易被发觉。一些钢材比其他的类型更非常容易发生石墨化,可是导致一些钢材非常容易石墨化而此外一些钢材耐石墨化的准确缘故还不清楚。一般觉得Si和Al原素起了一个关键的功效,但具体表明他们对石墨化的危害能够忽视。石墨化在含Mo到1%的合金结构钢CMo钢中有发觉。加上0.7%的Cr能够清除石墨化。温度针对石墨化的速率有非常大危害。小于800°F(427℃),速率十分慢。随温度上升速率加速。一般有二种种类的石墨化。第一种是任意的石墨化,高纯石墨瘤在金属材料中随机分布。

而这类石墨化会减少室内温度抗拉强度,它一般不容易减少耐应力松弛特性。第二种,也是更危害的石墨化是导致浓缩的高纯石墨瘤链或部分层。这类石墨化会导致耐负载工作能力的显著降低,提升沿平面图延性裂开的概率。这类石墨化的二种方式是焊接热危害区石墨化和无电焊焊接石墨化。电焊焊接热危害区石墨化一般发觉在邻近焊接的窄的热危害区位置,与热危害区的超低温边相关。在多通道电焊焊接的平接连接头,这种区互相重合,遮盖了全部截面。高纯石墨瘤能够在这种热危害区的超低温边沿产生,造成贫高纯石墨带沿这一横截面拓展。因为它的外型,这类在热危害区域内的高纯石墨方式被称作眼眉石墨化。无电焊焊接石墨化是一种部分石墨化,有时候沿钢材的部分屈服极限发生。它也会在因为冷拉实际操作或弯折导致的显著塑性形变的地区以网状结构发生。

石墨化的水平和范畴一般以判定的方法来报导(沒有、轻度、中等水平、比较严重)。虽然难以预测分析它产生的速率,当实际操作温度高过1000°F(538℃)时,仅5年便会发生比较严重的热危害区石墨化。在850°F(454℃)时,历经30到40年会发觉十分轻度的石墨化。参考文献2能够寻找有关热危害区石墨化的時间温度转换曲线图。.4受影响的设备或机器设备FCC、催化重整和焦化厂设备关键的热壁管道和机器设备。马氏体等级比粗的铁素体等级不易发生。在化工厂,非常少有立即因为石墨化导致的无效。可是,石墨化在因为其他缘故造成的无效中也有发觉。好多个比较严重的石墨化实例发生在液体加氢裂化设备的管式反应器和管路、热裂化设备的碳素钢炉体及其加氢裂化设备温度加热炉的竖直加热炉底筒体的密封性电焊焊接位置。

在一个C0.5Co的催化重整管式反应器/正中间电加热器管道的长焊接也发觉了石墨化无效。在热危害区发生浓缩眼眉石墨化的位置,应力松弛断裂伸长率会完全减少。在热危害区的轻度或轻中度石墨化不容易显著降低室内温度或高溫特性。石墨化非常少发生在加热炉表层管,可是的确在十九世纪40年代发生在合金结构钢C0.5Co管和管箱上。实际操作温度在8501025°F(441552℃)范畴内的锅炉节能器管教、蒸气管道和其他机器设备更非常容易遭到石墨化浸蚀。.5损害的外貌因为石墨化造成的损害不易发觉,只有根据金相检验来发觉(图41和42)。与应力松弛抗压强度相关的损害的深一步环节很有可能包含微缝隙/微孔板的产生、表层下裂开或表层触碰裂开。.6安全防护/减轻长期性实际操作温度高过800°F(427℃)能够选用含Cr的高合金钢来避免石墨化浸蚀。

7定期检查检测最有效的石墨化评价方法是取试件的全部薄厚作金相检验。损害很有可能发生在壁厚的正中间,因此只靠当场覆亚膜很有可能不足。与抗压强度相关的损害的普及化难以检验,包含表层裂开裂痕或应力松弛形变。.8有关原理球墨铸铁化(见)和石墨化是市场竞争的原理,发生在重合的温度范畴。球墨铸铁化趋向于发生在温度高过1025°F(551℃)时,而石墨化关键发生在这里一温度下列。.9论文参考文献(略)图41高倍率的金相分析相片表明了高纯石墨瘤。与图42一切正常外部经济机构对比。图42高倍率的金相分析相片表明了碳素钢的典型性金相组织铁素体机构。变软(球化).1损害的叙述球化是钢材曝露在8501400°F(440760℃)范畴内外部经济机构发生转变,在该自然环境中,碳素钢中的渗碳体相不稳定。

会从基本的平面图样子集聚成球形,或从高合金钢如1Cr0.5Co中小型的、微小分散化的渗碳体转化成大的小块渗碳体。球化会导致抗压强度和/或耐应力松弛特性的损害。.2受影响的原材料全部常见的碳素钢和高合金钢,包含碳素钢C0.5Co1Cr0.5Co1.25Cr0.5Co2.25Cr1Mo3Cr1Mo5Cr0.5Co9Cr1Mo.3评定要素评定要素包含成分、外部经济机构、曝露時间和温度。球化的速率在于温度和原始外部经济机构。球化在1300°F(552℃)下能够在几个小时内发生,可是在850°F(454℃)下必须两年。淬火钢比普遍钢更耐球化。粗晶体钢比细晶体钢更耐腐蚀。细晶体硅镇静钢比铝镇静钢更耐腐蚀。.4受影响的设备或机器设备球化能够发生在曝露在850°F(454℃)之上温度中的管道机器设备中。

抗压强度的损害达到30%,可是无效不易发生,除非是在十分高的另加地应力功效下、在应力的位置或与其他浸蚀原理协同功效。抗压强度的损害一般随着着延展性的提升,促使在应力时发生形变。球化会危害FCC、催化重整和焦化厂设备中的热壁管道和机器设备。加热炉或加工工艺设备中的热处理炉管会遭到应力松弛抗压强度的损害,可是一般机器设备非常少因球化而开展升级或修补。.5损害的外型或外貌球化没法估测或传导率发觉,只有根据金相分析发觉。铁素体历经长期的变化,由块状变成彻底球化(图43和44)。针对5%9%CrMo铝合金,球化是渗碳体从原始的微小分散化外貌向大的小块渗碳体转换的全过程。.6安全防护/减轻球化难以安全防护,除非是防止其长期性曝露在上升的温度自然环境中。.7定期检查检测球化只有根据当场金相分析或抽样做金相检验来发觉。

抗拉强度和/或强度的降低是球化外部经济机构的一个主要表现。.8有关原理与石墨化息息相关(见)。球化和石墨化在重合温度范畴是互相竞争。在温度高过1025°F(552℃),石墨化会在球化后发生。小于1025°F(552℃),石墨化回在钢材彻底球化前发生。.9论文参考文献(略)图43金属材料试件的低倍金相分析相片表明了碳素钢的典型性金相组织铁素体框架图44金属材料试件的低倍金相分析相片表明了球化渗碳体回火脆化.1损害的叙述回火脆化是因为金相分析更改导致的延展性减少,发生在一些长期性曝露在6501100°F(343593℃)范畴自然环境内的高合金钢上。这类更改造成由夏式冲击试验测量的延展性延性变化温度上升。虽然在实际操作温度下延展性的损害不显著,回火脆化的机器设备很有可能会在动工和停产全过程中发生脆断。

2受影响的原材料主要是2.25Cr1Mo高合金钢,3Cr1Mo(低一点的),和高韧性合金结构钢CrMoV叶子钢。1972年之前生产制造的2.25Cr1Mo原材料特别是在比较敏感。一些高韧性高合金钢也十分比较敏感。C0.5Co和1.25Cr0.5Co碳素钢受回火脆化的危害不显著。可是,其他因为高溫损害导致的金相分析转变很有可能会更改这种原材料的延展性或高溫可塑性。.3评定要素评定要素包含铝合金构成、热历经、金属材料温度和曝露時间。回火脆化的敏感度主要是因为铝合金原素Mg和Si及小量原素P、锡、锑、砷的存有决策的。抗压强度水准和热处理工艺/生产制造全过程也必须考虑到。2.25Cr1Mo钢的回火脆化在()比在800(427)范畴内发展趋势得要快,可是长期性曝露在在()下的损害更比较严重。

一些脆化很有可能在生产制造热处理工艺全过程中发生,但大部分损害发生在在脆化温度范畴内服现役多年以后。这类方式的损害会显著降低带有裂开缺点的构件的机构一致性。原材料延展性的点评必须考虑到缺点种类、自然环境的比较严重水平、实际操作标准,尤其是在氢自然环境中。.4受影响的设备或机器设备回火脆化发生在长期性曝露于650°F(343℃)下的不一样加工工艺设备中。理应表明的是,仅有非常少的加工厂无效是由回火脆化立即造成的。非常容易发生回火脆化的机器设备关键在加氢裂化设备,尤其是管式反应器、热入料/流出物热交换器构件和热髙压分离设备。其他很有可能发生回火脆化的设备有催化重整设备(管式反应器和热交换器)、FCC管式反应器、焦化厂和减粘裂化设备。这种铝合金的焊接一般比基材金属材料更非常容易发生回火脆化,理应开展评定。

5损害的外型或外貌回火脆化是一种金相分析转变,外型难以发觉,能够根据冲击性试验来确定。因为回火脆化导致的损害会造成毁灭性的脆断。回火脆化能够根据夏式V形创口冲击性试验测量出的延展性延性变化温度限制来明确,要和未脆化的或清除脆化的原材料开展比照(图45)。回火脆化的另一个关键特点是对发布动能沒有危害。.6安全防护/减轻存有的原材料假如原材料中脆化残渣原素成分超标准并曝露在脆化温度范畴内,回火脆化不可以被安全防护。为减少开停产全过程中的脆性断裂概率,一些化工厂应用了一种增加流程来限定系统软件工作压力在温度小于最少提升温度(MPT)时做到大概25%的较大设计方案工作压力。MPT的范畴从最开始的、回火脆化最大的钢的(),减少到新的耐回火脆化钢(也用以减少碱脆的危害)的()或更低。

如果需要焊缝修补,回火脆化的影响可以通过加热到1150°F(620℃)来临时改变(脱脆化),时间为每inch厚度2小时,然后快速冷却到室温。必须声明如果材料再暴露在脆化温度范围内,再脆化会随时间延续而发生。新材料降低回火脆化程度和可能性的最好办法是限制基体金属和焊缝中Mg、Si、P、锡、锑、砷的允许含量。另外,强度水平和PWHT步骤应当确定并仔细控制。降低回火脆化的常用方法是限制基体金属的“J*”因子和焊接金属的“X”因子,基于下面的材料成分计算:J*=(Si+Mn)×(P+Sn)×104(元素以wt%计)X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100(元素以ppm计)用于2.25Cr钢的典型J*和X分别为100和15。

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