揚子石化：化工設備告別應力腐蝕

“應用焊接接頭特種噴丸抗應力腐蝕斷裂技術后，乙二醇裝置10臺不銹鋼設備，再沒有出現(xiàn)新的裂紋！”5月21日，揚子石化烯烴廠設備管理科科長、原乙二醇車間設備副主任倪東原說。

　　焊接接頭特種噴丸抗應力腐蝕斷裂技術前不久榮獲2018年度國家科學技術二等獎。該技術的應用有效避免了裝置不銹鋼設備的應力腐蝕。

　　尋根溯源，減低或消除殘余拉應力，防止發(fā)生應力腐蝕

　　揚子石化烯烴廠黨委書記、原烯烴廠設備副總工程師史永紅解釋，發(fā)生應力腐蝕需同時滿足三個條件：材質因素，奧氏體不銹鋼是發(fā)生應力腐蝕開裂的高度敏感材料；環(huán)境因素，要有腐蝕介質，包括酸、堿、氯離子等；要有應力作用，這種應力必須是拉應力，通常情況下，壓應力不會產生應力腐蝕開裂，設備制造過程中，會在焊縫、封頭等處留有殘余拉應力。

　　三個條件同時存在才能產生應力腐蝕，去掉其中一個就會消除應力腐蝕，減低或消除殘余拉應力是防止發(fā)生應力腐蝕開裂的常用方法。特種表面沖擊強化抗應力腐蝕與疲勞技術在防止應力腐蝕開裂方法上另辟蹊徑，采用玻璃噴丸技術、超聲波技術、激光技術的物理沖擊，在設備金屬表面產生薄薄的壓應力金屬層，這個壓應力金屬層本身不會發(fā)生應力腐蝕開裂，是設備金屬材料內部與腐蝕環(huán)境間防腐隔離層，即便設備材料內部仍有殘余拉應力，應力腐蝕開裂也不會發(fā)生。

　　結合生產和裝置特點，針對性展開聯(lián)合技術攻關

　　在揚子石化乙二醇裝置，環(huán)氧乙烷精制單元和乙二醇精制單元的壓力容器材質均為奧氏體不銹鋼，此前，應力腐蝕開裂在這些設備上經常出現(xiàn)。

　　倪東原介紹，乙二醇蒸發(fā)器下封頭環(huán)焊縫熱影響區(qū)應力腐蝕開裂集中。裝置大修檢測時，著色探傷可發(fā)現(xiàn)密密麻麻的縱向微裂紋。要想消除這些裂紋是個棘手問題，必須將缺陷部件局部更換或整臺更換。

　　為此，揚子石化聯(lián)合南京工業(yè)大學等高校展開科研攻關，開發(fā)出焊接接頭特種噴丸（玻璃噴丸、超聲波噴丸、激光噴丸）抗應力腐蝕斷裂技術。該技術通過在焊接接頭表面產生納米晶粒及壓應力層，具有工藝簡單、高效、環(huán)保和低成本特點。

　　三種技術應用中各有特色。玻璃噴丸技術效率高，操作方便，適合大面積處理，但只能在設備制造廠家使用，主要應用于新設備；超聲波噴丸綠色、高效、易操作，壓應力層深，適合裝置現(xiàn)場處理；激光噴丸是一種非接觸沖擊方法，適合鋯、鈦等特種材料處理。各個裝置可根據(jù)待處理設備的材料選擇合適的噴丸工藝。

　　應用特種表面沖擊強化抗應力腐蝕與疲勞技術，效果顯著

　　目前，揚子石化乙二醇裝置的不銹鋼設備均采用玻璃噴丸技術，其他裝置老設備采用超聲波和激光技術。技術應用后，節(jié)省了設備制造費、檢修費、維護費等。以3臺更換的乙二醇蒸發(fā)器為例，相對于升級材質，通過采用噴丸技術，3臺設備僅制造費用就節(jié)省336萬元。

　　該技術獲授權發(fā)明專利15件，已應用在揚子石化等多家大型企業(yè)乙二醇、大化肥等核心設備，延長了設備使用壽命，設備可靠性大幅提升，具有很大推廣價值。