硫化氫吸收塔的失效原因及預防措施

硫化氫吸收塔失效原因的判斷及預防措施

1、失效原因判斷

失效原因的判斷應分別從是選材、結構設計、環(huán)境、運行操作等方面實施分析。

（1）選材：材料的選擇是否合理，材料的化學成分、冶金過程質量、表面狀態(tài)是否正常，尤其需要了解材料強度、剛度、韌性等各類因素。若無法正確選材，應用溫度明顯比材料蠕變溫度高；或材質劣化，長期在高溫環(huán)境中應用時易造成材質滲碳。

（2）結構設計：構件的幾何形狀、截面大小、圓角半徑大小、表面光潔程度等是否科學；結構中產生的缺陷，形成了較大的殘余應力等。

（3）環(huán)境因素：金屬所處環(huán)境中擁有較高或者較低濃度的腐蝕劑；溫度的提高也會增加金屬的腐蝕速率；金屬材料和環(huán)境介質的相容性較差，且因濕度不適應而直接破壞了材料表面的氧化膜；材料表面呈現出不均勻的狀態(tài)。

（4）運行操作因素：違規(guī)進行操作或安全附件失靈導致出現溫度突變或操作溫度比材料韌性轉變溫度低；使壓力容器內部發(fā)生了化學異常反應；下或者交變載荷作用下，使得應力集中區(qū)域疲勞裂紋逐漸向失穩(wěn)斷裂擴展；在交變載荷與腐蝕介質的共同作用下，最后產生腐蝕疲勞斷裂。

2、 失效預防措施

（1）科學選材，在低溫下嚴格禁止采用非低溫用鋼，選擇高抗蝕的材料。

（2）改良結構設計，結構的設計過程中，盡量采用圓滑過度以減少構件的應力集中；設備運行過程中，應盡可能地避免頻繁的交變載荷，避免超溫運作及局部過熱，防止出現水停滯，通過熱處理對殘余應力有效消除。

（3）強化材質性能的定期檢驗，對金屬構件或設備所處的環(huán)境的腐蝕劑濃度實行嚴格檢測，并降低環(huán)境介質的有效溫度等。

（4）改善介質環(huán)境，減少氧化陽離子，將適當元素添加至材料中，提升材料的抗蝕能力，采用表面防護方法。通過相應的公式計算吸收塔內壁所承受應力值，由所計算出的結果可知，吸收塔的周向應力值最大。

但由于焊縫與噴嘴附近的應力過于集中，以及焊縫在焊接殘余應力和熱應力的共同作用下，最終使得吸收塔的內壁形成較大的應力，這為應力腐蝕提供了十分重要的條件。通過對失效破壞的吸收塔進行深入分析發(fā)現，吸收塔的失效是由于集中應力與腐蝕敏感介質的共同作用，從而產生了樹枝狀形貌的裂紋，在微觀斷口出現腐蝕產物，在晶界面上有腐蝕凹坑。因此可判斷，吸收塔屬于應力腐蝕失效。

吸收塔的局部區(qū)域應力集中較高，如殘余應力和熱應力，以及因 KOH 引起材料的堿脆，這些因素加劇了吸收塔的應力腐蝕失效?？茖W選材，改良條件，盡可能避免腐蝕環(huán)境；結構設計過程中，為避免應力過于集中，在吸收塔應力集中區(qū)域安裝環(huán)形角鋼支撐架，從而降低殘余應力。壓力容器損壞事故中由于逐漸擴展的疲勞裂紋問題大概占 40%，因此，對疲勞失效特點、原因和措施進行系統(tǒng)研究具有重要意義。

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