制氢转化炉下尾管失效分析

某制氢装置在现场安装结束进行运行调试后,下尾管所用材料牌号UNS N08811的无缝钢管产生裂纹并导致泄漏。本文通过宏观检查、化学成分、力学性能、金相、扫描电镜及能谱等一系列检测分析手段进行失效分析,找出裂纹形成原因与形成机理,以预防类似缺陷产生。并对材料生产重要环节以及材料验收重点项目提出相应的针对性措施,防止类似失效发生,为装置顺利运行提供有效保障。

某热电厂锅炉水冷壁泄漏失效分析

通过宏观分析、显微组织观察,对某热电厂锅炉水冷壁管内部组织、表面裂纹形貌与分布情况等进行分析,探究水冷壁管发生爆管泄漏的原因。结果表明:开裂起源于水冷壁管内壁,漏点及漏点附近壁厚存在明显的冲刷减薄现象,最薄处仅有320.14μm;漏点附近内壁的显微组织为铁素体+珠光体+少量碳化物,沿晶界出现细小的层片状裂纹和氧化物。结合锅炉运行状况,推测水冷壁管弯曲面存在一定原始缺陷,高温高压导致的缺陷不断扩展是引起爆裂的主要原因。建议加强对水冷壁存在大角度折弯部位管道的表面检查,及时更换不满足要求的管线。

某X52弯管泄漏失效分析

为了分析某X52钢级Φ325 mm×7 mm输气管道弯管段开裂泄漏原因,通过宏观观察、磁粉检测、理化性能检测、扫描电镜和能谱分析等对失效管段进行了取样分析。结果表明,该失效弯管的化学成分、拉伸性能、冲击韧性、硬度测试均不满足相关标准要求;失效弯管外弧侧裂纹源处发生氧腐蚀,在外弧侧形成点蚀坑,在材料本身的残余应力、张应力和管内内压的作用下起裂并发生扩展,当扩展到一定程度时剩余壁厚的强度无法承载导致裂纹快速扩展开裂,裂纹扩展呈脆性特征,属于应力腐蚀开裂。

发动机排气管漏气失效分析与改进

为解决某发动机在耐久试验过程中出现的排气管严重漏气问题,分析排气管材料、螺栓力矩、排气管与增压器和气缸盖结合法兰平面度,结合排气管、气缸盖、垫片的面压试验结果,确认排气管漏气原因,并对排气管结构进行针对性优化,对优化后的排气管进行面压试验和台架试验验证。结果表明:排气管垫片密封带不均匀、不连续,部分位置面压较小,排气管法兰面平面度不满足要求,法兰面加工后严重变形是排气管漏气的主要原因;结合仿真计算的排气管垫片密封性能,在排气管漏气位置增加加强筋、增大排气管法兰面厚度,解决了排气管漏气故障。

压力设备腐蚀失效案例统计分析

收集整理近年来有关压力容器管道的腐蚀失效案例,并对其进行了归纳与分析。从整体的腐蚀情况来看,应力腐蚀及其它应力作用下的腐蚀失效形式是压力容器管道比较突出的腐蚀失效问题,同时奥氏体不锈钢、碳钢及低合金钢三种材料的腐蚀失效较严重。

高压弯管冲蚀失效分析及数值模拟

油气田水力压裂作业时,高压管汇的弯头、三通等连接件部位由于承受上百兆帕的压力以及携砂液的高速冲蚀作用,应力集中及冲蚀破坏十分严重。对典型的高压管件失效样品进行失效分析,分析其宏观形貌特征和微观形貌特征。结果表明:压裂工况下高压弯头的主要失效模式为固体颗粒的小角度高速切削模式。对高压弯管冲蚀磨损进行数值模拟,得到高压管汇弯管内液相及固体粒子的流动规律,压力、速度变化规律以及冲蚀磨损的分布规律。数值模拟结果与现场回收的失效样品分析结果一致,验证了分析方法的正确性。

某超临界机组主蒸汽管道用P91钢热挤压三通失效分析

某超临界参数直流锅炉高温过热器出口三通在累计运行近5?104h后发生泄漏。对该失效三通进行解体,采用宏观检验与微观组织观察、力学性能检验、有限元蠕变应力分析等方法,开展裂纹观察分析、材质性能评价,并结合厚壁三通的生产工艺进行原因分析。研究结果表明:三通本体、主裂纹附近及相邻管均未出现明显的长时蠕变空洞、组织严重老化等特征,无明显因运行导致的组织过热特征,强度校核满足设计要求。主裂纹直管肩部过渡区内壁内凹带处启裂,并向外壁扩展。该裂纹在三通热挤压成型过程中形成,在服役过程中进一步扩展直至断裂失效。

国产300MW机组高压调节汽门阀杆断裂事故分析

详细分析国产300MW机组高压调节汽门阀杆在碟阀与碟套之间发生低频振动造成阀杆在退刀槽部位因应力集中产生断裂的主要原因,并采取了一系列改进措施,杜绝了阀杆断裂这一重大隐患,取得显著成效。

超大口径预存裂缝的预应力钢筒混凝土管结构分析与试验研究

针对南水北调工程中预应力钢筒混凝土(PCCP)管芯混凝土预存裂缝问题,通过对原型管道的抗裂外压承载力试验,探讨了预存管芯外壁纵向裂缝对承载力的影响,分析了混凝土管的受力特性。试验结果表明,PCCP在抗裂外压检验荷载下,其破坏主要发生在管顶、管底内侧管芯混凝土和管腰外侧砂浆保护层的受拉破坏。基于ABAQUS有限元分析,选用混凝土塑性损伤模型,对PCCP抗裂外压试验进行结构数值模拟,数值计算与试验结果一致。计算结果表明,管芯混凝土预存裂缝对PCCP抗裂外压极限荷载影响不大,但在外载作用下,预存裂缝会对混凝土、砂浆保护层出现应力集中现象,从而导致裂缝的发生与扩展。

变压吸附器开裂原因分析及失效预防

变压吸附器(PSA)是制氢装置中的关键设备,在典型的疲劳工况下操作,设计使用寿命一般为10～15年。近年来,中国多家石化和煤化工企业的PSA氢提纯吸附器在仅投用3～4年、远未达到设计疲劳寿命的情况下即发生了筒体焊缝和母材大面积开裂甚至泄漏现象,造成装置非计划停车并严重影响装置运行安全。根据对典型开裂案例的失效分析情况,结合对多家石化企业百余台吸附器的设计和使用情况的调研结果,从疲劳设计、制造、使用、检验等环节对造成吸附器开裂的主要影响因素进行了深入分析,从设计、制造、操作和在役检验等方面提出了避免吸附器过早发生疲劳破坏的改进措施,为保障设备的长周期安全运行发挥了重要作用。

基于INTERNET的压力管道容器腐蚀失效案例库

总结大量压力管道容器腐蚀失效案例 ,采用当前最流行的数据库技术 (SQLServer)存储各种压力管道容器腐蚀失效案例数据 ,用ASP(ActiveServerPage)技术开发应用程序 ,实现了一个基于INTERNET的压力管道容器腐蚀失效案例库 ,库中有比较丰富的图文并茂的案例 ,可以进行多种查询 .

石油钻杆加厚过渡区失效分析

对钻杆加厚过渡区失效事故进行分析,确定了钻杆加厚过渡区的失效特征、失效机理与原因,为预防钻杆失效提供了理论基础和技术依据。分析结果表明,钻杆加厚过渡区的失效特征是钻杆刺穿;失效机理为腐蚀疲劳;失效原因为钻杆管体由于应力集中与腐蚀集中,在内加厚过渡区消失点内外壁萌生腐蚀疲劳裂纹,裂纹逐渐扩展,裂纹部位的壁厚也逐渐减薄,当剩余壁厚不足以承受钻杆内壁压力的时候,钻杆内壁的高压钻井液冲破剩余壁厚,最终形成钻杆刺穿孔洞。

轴向穿透裂纹管道套管止裂性能分析

管道缺陷严重影响着管道的安全使用,而缺陷管道修复中最常见的方法是套管修复。对轴向穿透裂纹管道裂纹区域内套管止裂方法进行了分析,利用有限元分析方法,通过止裂系数f衡量套管的止裂效果,并对其影响因素进行了研究。结果表明,f与管道壁厚δ、裂纹半长a、套管位置Lx、套管壁厚sδ及套管长度Ls有关,与裂纹管道的管径Do无关。同时给出了不同形式下套管修复裂纹管道的推荐参数以及止裂系数f的拟合公式。

E-BA101乙烷裂解炉对流段翅片管开裂原因分析

某石化公司烯烃厂E-BA101乙烷裂解炉对流段顶部翅片管发生开裂。本文对发生开裂失效的翅片管进行了宏观形貌分析及理化检验,并对翅片管模型进行了有限元计算,通过综合分析翅片管发生开裂失效的原因。

合成氨压力管线开裂失效及挠曲变形分析

某公司合成氨装置转化炉与预转化炉之间的一段压力管线,在投用两年后在弯头与直管连接焊缝处发生开裂失效,并且这段压力管线中8根上集气管运行约3个月后端部发生了不同程度的挠曲变形。针对以上两种情况,对发生开裂的压力管线和发生挠曲变形的上集气管压力管线进行了详细的有限元计算和分析,了解管线发生开裂的缘故,查明管线发生挠曲变形的原因,提出改进的措施和建议,并得到了一些有意义的结论。

含环向裂纹等径焊制三通极限压力(Ⅰ)——有限元分析

采用三维弹塑性小变形有限元技术 ,对内压下含以腹部为中心的环向裂纹等径焊制三通的极限载荷进行了系统分析。结果表明 ,浅裂纹 (a/T≤ 0 .5)和短深裂纹 (a/T≥ 0 .75)对极限压力影响很小 ,肩部中心裂纹对三通极限承载能力的削弱远小于腹部中心裂纹。

E-BA111乙烯裂解炉对流段底部对流管开裂失效分析

某石化公司烯烃厂E-BA111裂解炉运行6年后,对流管最底部的对流管发生环向开裂。为分析其开裂失效的原因,对发生失效的对流管进行了宏观形貌分析、理化检验和力学性能测试。通过综合分析指出对流管发生失效的原因是奥氏体不锈钢长期在高温下工作引起的热脆化开裂。

G105钢级钻杆外螺纹接头裂纹原因分析

某油田在定向钻井作业过程中有多根G105钢级钻杆外螺纹接头出现断裂和裂纹。对该井钻杆使用情况进行调查研究，并对1根螺纹牙底有裂纹的外螺纹接头进行失效分析。失效分析内容主要包括断口观察、钻杆接头材料化学成分分析、力学性能及金相组织分析，并通过有限元方法模拟分析API标准NC31接头受到复合载荷时的应力分布状态，比较 NC31接头标准外径与增大外径时外螺纹接头螺纹牙受力情况。分析结果表明：接头螺纹牙底裂纹为疲劳裂纹，钻杆接头外螺纹大端第1～3牙为应力集中区域。由于在该定向井造斜点附近井眼全角变化率较大，存在较大的结构弯曲，使接头承受较大的交变复合载荷，最终在接头螺纹应力集中区萌生疲劳裂纹，导致失效。

某发动机高压压气机篦齿盘均压孔孔边裂纹故障分析

为确定某发动机高压压气机篦齿盘均压孔孔边裂纹故障原因,应用大型结构分析程序Ansys研究了装配紧度与篦齿盘振动特性的关系,选择合适的有限元分析模型。对不同装配紧度条件下的篦齿盘进行了振动频率、相对振动应力计算和行波共振分析,并与试验结果进行了对比。通过空气系统流路与结构特点分析,确定了影响篦齿盘振动的激振因素为低压涡轮轴孔、中介机匣支板和喷嘴。根据篦齿盘动力特性结合静强度计算结果分析认为故障产生的原因是由于均压孔孔边静应力水平较高,在振动应力叠加作用下产生高周疲劳破坏。并对后续使用提出了建议。

电站锅炉高温压力管道对接焊缝裂纹分析及处理

利用磁粉探伤,结合超声波探头与焊接接头中心线斜平行方向扫查,对某亚临界电站锅炉高温压力管道进行检验,发现其末级过热器入口集箱连接管道对接焊缝发生横向开裂。通过对该焊缝进行硬度测试、复膜金相检验和光谱分析,发现焊缝金属中含杂质Ti是其失效的主要原因。提出了缺陷的补焊处理工艺,并对工艺结果进行了无损探伤和理化检验验证。