焊接管道腐蚀穿孔失效研究

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2013年2月 孙海生，等.焊接管道腐蚀穿孔失效研究力学、材质和温度等参数，却忽略在流体加速腐蚀导致管壁减薄中焊缝所起的作用 [7，1]0为进-步研究焊缝对流体加速腐蚀所起的作用，用 Fluent软件进行数值模拟。

7 流体流动数值模拟为了研究管内壁焊缝凸起对管内流体流动状态的影响，在数值模拟前查阅管材与煤焦油的物性参数。

A106B碳钢弹性模量E为1.9510 MPa，屈服强度为294 MPa，泊松比s为 0.3，通过了解工艺知此管路运输的煤焦油在 170℃时动力粘度 为4.9 Pa·S，介质流速为1.3 m/s，煤焦油其余物性参数如表 1所示。

所模拟的管件内径 为46 mm，凸出物距离 ai为 31mm (如图9所示)〖虑到模型的轴对称特性可以将模型进行简化以缩短计算时间，计算结果如图 l0所示。从图中可以看到，当煤焦油流过焊缝凸起处时，流体流向呈发散状并高速地冲刷靠近焊缝的下游管壁，因此为了防止类似冲刷腐蚀穿孔事故的发生，应当确保管道对焊的焊接质量，避免过高的焊缝凸起。

图10 焊缝凸起管道内流体流动数值模拟Fig.1 0 Fluid flow numerical simulion in weld heaved pipe8 结论通过对失效管材进行化学元素分析发现各元素含量均符合标准要求，但 Cr的含量略偏低。通过金相分析得知管子在高温下没有出现材质劣化 (珠光体球化)，管子材质正常。对油品和管内壁锈状物进行能谱分析，检测出油品中含有少量的Cl和s等腐蚀性元素，加速对管子的腐蚀。现场对管子进行对焊焊接时采用开 V型破口并且使用大电流的手工电桓焊接方式，导致焊接处焊缝严重凸起使下游管段处发生流体加速腐蚀，最终导致下游处发生穿孔失效。

9 预防措施(1)焊接前应对管子开带钝边破口并且正确的焊接工艺为：先用氩桓打底，再用手工电桓进行金属盖面。焊后应采用超声检测对焊缝进行测厚，当管道焊接质量符合规格后方可投入使用。

(2)对焊的碳钢管道较易发生因焊缝凸起而引起的流体加速腐蚀，增加钢中的含铬量可以大大减轻流体加速腐蚀 1 ，因此可以采用含铬量较高的低合金钢或不锈钢对焊管道。

3定期对易发生流体加速腐蚀穿孔的焊缝下游部位进行超声检测，提前发现腐蚀减薄部位并进行有效修复，减少停工及发生事故带来的损失。