液相法生产F-32反应器失效分析及腐蚀行为研究

发布时间：2020-03-28 12:10

【摘要】：某氟化工企业的核心设备F-32反应器在使用中,经常性地发生提前失效现象,最近一次失效的反应器仅服役10个月左右,其表现为穿孔泄漏。该反应器的设计寿命为8年,为了找到提前失效的原因,并找到解决或缓解腐蚀该问题的相应措施,采用直读光谱、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪等多种表征方法,对穿孔部位进行了系统的失效分析,包括针对材料成分、微观组织和表面腐蚀产物等。检查过程中发现,除了发生穿孔失效外,反应器液相部位的焊缝也发生了较严重的腐蚀,尤其是环焊缝减薄严重,存在较大安全隐患。为此,对液相焊缝开展了腐蚀原因分析,同时,为了找到减缓焊缝腐蚀速率的措施,综合研究了焊接工艺方法以及焊后热处理对材料腐蚀行为的影响。通过对穿孔失效部位的理化检验分析发现,反应器失效部位基材中大量的复杂含硫夹杂物是导致材料穿孔的根源。该非金属夹杂物易诱发点蚀并最终在腐蚀介质的作用下导致材料穿孔,因此要格外注意板材生产和加工过程中夹杂物的生成或引入。焊接是反应器必须采用的加工手段,而焊接又必然带来组织变化,即焊缝耐蚀性变差是必然结果。液相部位焊缝腐蚀分析发现,环焊缝和纵焊缝都被严重腐蚀,其原因均为微观组织中不同相之间形成的腐蚀原电池和不耐蚀相的形成;另外环焊缝比纵焊缝腐蚀更严重,这是因为前者微观组织中数量更多的细小针状铁素体的存在导致。通过对不同焊接工艺方法和去应力退火工艺研究,发现原始去应力退火工艺条件下,较小热输入埋弧焊整体具有相对最佳的耐蚀性,且随着焊接热输入的增加,埋弧焊整体耐蚀性有所下降,而手弧焊整体耐蚀性相对最差;对手弧焊来讲,620℃去应力退火对其耐蚀性相对最有利。最终,可以考虑利用较小热输入埋弧焊代替手弧焊以缓解焊缝的腐蚀问题。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG445

【参考文献】