泸天化合成氨炉管失效分析与实验研究

摘要

本文运用了无损检测中渗透探伤和超声检测的方法,对已失效的泸天化HK-40炉管进行裂纹缺陷检测,共发现三类缺陷：奥氏体钢点状缺陷、沿焊缝方向长达95mm的线型缺陷、试样内部超标缺陷。由于HK-40炉管长期在高温下工作，材料组织会发生变化，晶界或晶枝间的一次碳化物M7C3会向更稳定的M23C6转变，并由骨架状逐渐变成条状、链状和块状分布结构。同时二次碳化物沿晶体内弥散析出，并逐步长大、粗化、熔合成更大晶粒，而在晶界上形成蠕变空洞，一旦这些空洞贯穿连接起来，就形成了微观裂纹，并继续扩展，试验发现的点状缺陷极有可能属于这种蠕变空洞发展而来的裂纹群落（这需要用金相和扫描电镜的手段进行验证）。炉管是由HK-40不锈钢与碳钢焊接而成，因材料不连续而存在传热、膨胀等方面差异，在交界处必然形成较大的温度应力，而这样的温度应力可能是产生内表面微裂纹乃至宏观裂纹的原因之一。TOFD法发现的超标缺陷位于内部，有可能是焊接本身的夹渣、气孔，也有可能是后天蠕变空洞扩展而形成的裂纹。