含CO2两相流蒸汽管道撕裂泄漏失效的典型案例

2021-01-26 11:02:58 作者：本网整理来源：工业小南点分享至：

含CO2两相流蒸汽管道撕裂泄漏失效的典型案例

01 现象

某化工装置的一条DN250冷凝水管道泄漏。该泄漏发生在管道的垂直部分，距离最近的焊缝约120毫米，位于上游。随后管道爆裂，导致沿轴线的780mm x 550mm区域破裂，并被扔到距原始位置10多米的地方。泄漏位置及撕裂的管道材料见下面的照片。

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图片图1：泄漏的位置与形貌

02 工作条件与检验

泄漏的管道材料是CS A106-Gr B Schedule 30，标称厚度为7.80mm。该管道在208℃@17.5 barg下运行。泄漏的管道内流体主要包含冷凝液和少量的乙二醇以及一些醛，冷凝液还包含CO2、有机酸。

检验确定材料为普通碳钢。在管道破裂之前，超声波测厚仪显示泄漏点周围的最小厚度为2 mm。目视检查未发现管道以及焊接接头存在任何材料缺陷。硬度检测表明材料强度符合标准范围。超声测厚表明，管道线轴垂直部分变薄厚度不均匀。在肘部之后，在整个流动方向的壁上发现了更多的变薄现象。

03 综合分析

根据材料检验和硬度测试，对比设计文件确定管道材料符合A-106 gr B CS管道的规范。目测也未发现材料或焊接缺陷。因此，故障的根本原因排除由于材料或制造质量。泄漏点距离最近的焊接接头较远，并且焊接热影响区（HAZ）不太可能是导致管道泄漏的因素。

泄漏管的流体主要包含冷凝液，少量的乙二醇和醛。冷凝液还包含CO2和有机酸。工艺系统技术评估认为该管道属于易受湿式CO2和有机酸腐蚀，典型腐蚀速率为0.13-0.38 mm / y，严重时腐蚀速率可达1.8 mm / y。

根据现场检查结果，管道腐蚀减薄显然与水相的存在有关。水平管段中显示出蒸汽和冷凝液之间明显的汽液相分离线。管道表面有小马蹄形的凹坑。现场检查发现断裂的碎片在一侧严重变薄，而在另一侧的厚度则相对完好。在肘部之后，在整个流动方向的壁上发现了变薄现象。冷凝液对金属表面的影响增加腐蚀速率，从而消除铁垢，并使金属快速腐蚀。变薄的形态清楚地表明了腐蚀（形成腐蚀垢并随后通过腐蚀去除的循环）以及局部的点蚀和切槽。