揚(yáng)子石化：化工設(shè)備告別應(yīng)力腐蝕

“應(yīng)用焊接接頭特種噴丸抗應(yīng)力腐蝕斷裂技術(shù)后，乙二醇裝置10臺(tái)不銹鋼設(shè)備，再?zèng)]有出現(xiàn)新的裂紋！”5月21日，揚(yáng)子石化烯烴廠設(shè)備管理科科長(zhǎng)、原乙二醇車間設(shè)備副主任倪東原說(shuō)。

　　焊接接頭特種噴丸抗應(yīng)力腐蝕斷裂技術(shù)前不久榮獲2018年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。該技術(shù)的應(yīng)用有效避免了裝置不銹鋼設(shè)備的應(yīng)力腐蝕。

　　尋根溯源，減低或消除殘余拉應(yīng)力，防止發(fā)生應(yīng)力腐蝕

　　揚(yáng)子石化烯烴廠黨委書記、原烯烴廠設(shè)備副總工程師史永紅解釋，發(fā)生應(yīng)力腐蝕需同時(shí)滿足三個(gè)條件：材質(zhì)因素，奧氏體不銹鋼是發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的高度敏感材料；環(huán)境因素，要有腐蝕介質(zhì)，包括酸、堿、氯離子等；要有應(yīng)力作用，這種應(yīng)力必須是拉應(yīng)力，通常情況下，壓應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，設(shè)備制造過(guò)程中，會(huì)在焊縫、封頭等處留有殘余拉應(yīng)力。

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

　　結(jié)合生產(chǎn)和裝置特點(diǎn)，針對(duì)性展開(kāi)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)

　　在揚(yáng)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(zhì)均為奧氏體不銹鋼，此前，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂在這些設(shè)備上經(jīng)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(yīng)力腐蝕開(kāi)裂集中。裝置大修檢測(cè)時(shí)，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(gè)棘手問(wèn)題，必須將缺陷部件局部更換或整臺(tái)更換。

　　為此，揚(yáng)子石化聯(lián)合南京工業(yè)大學(xué)等高校展開(kāi)科研攻關(guān)，開(kāi)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(yīng)力腐蝕斷裂技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)在焊接接頭表面產(chǎn)生納米晶粒及壓應(yīng)力層，具有工藝簡(jiǎn)單、高效、環(huán)保和低成本特點(diǎn)。

　　三種技術(shù)應(yīng)用中各有特色。玻璃噴丸技術(shù)效率高，操作方便，適合大面積處理，但只能在設(shè)備制造廠家使用，主要應(yīng)用于新設(shè)備；超聲波噴丸綠色、高效、易操作，壓應(yīng)力層深，適合裝置現(xiàn)場(chǎng)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(gè)裝置可根據(jù)待處理設(shè)備的材料選擇合適的噴丸工藝。

　　應(yīng)用特種表面沖擊強(qiáng)化抗應(yīng)力腐蝕與疲勞技術(shù)，效果顯著

　　目前，揚(yáng)子石化乙二醇裝置的不銹鋼設(shè)備均采用玻璃噴丸技術(shù)，其他裝置老設(shè)備采用超聲波和激光技術(shù)。技術(shù)應(yīng)用后，節(jié)省了設(shè)備制造費(fèi)、檢修費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等。以3臺(tái)更換的乙二醇蒸發(fā)器為例，相對(duì)于升級(jí)材質(zhì)，通過(guò)采用噴丸技術(shù)，3臺(tái)設(shè)備僅制造費(fèi)用就節(jié)省336萬(wàn)元。

　　該技術(shù)獲授權(quán)發(fā)明專利15件，已應(yīng)用在揚(yáng)子石化等多家大型企業(yè)乙二醇、大化肥等核心設(shè)備，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，設(shè)備可靠性大幅提升，具有很大推廣價(jià)值。