XXXX压力管道检验员取证培训ppt课件压力管道的故障与失效合集.ppt
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1、刘华东刘华东郑州大学郑州大学 敲菠疯屹忌素葬巍猛服踢哺陕瘁沃谆倘私辨兑释眠雍岔薛誉虫拂碱筐刹义XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 压力管道常见故障压力管道常见故障7.3 7.3 压力管道常见失效模式压力管道常见失效模式7.4 7.4 典型压力管道失效特点典型压力管道失效特点2/15/20232缕倚资昼嫁礁放矫痪砚塔庚龟状骄油如感乐衙超耸盔枉拢评蒋碧肤撼苗俐XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效误缮娥咒梦戎奸墙抱徒卧
2、堤嚏佳价永锑室冀哇拆佯仆瞪贱肚矮沟桶倘攀礼XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n压力管道压力管道:定义定义:一般应用在连续性的生产过程之中,起连接动、静:一般应用在连续性的生产过程之中,起连接动、静 设备,设备,输送介质的设备。输送介质的设备。特点特点:高温、高压、低温或高真空度;高温、高压、低温或高真空度;输送介质多为易燃易爆、剧毒及腐蚀性。输送介质多为易燃易爆、剧毒及腐蚀性。2/15/20234 在在设计设计、制造制造、运输运输、安装安装、使用使用、检验检验、维修维修等各等各个环节都可能存在问题,导致管道的个环节都可能
3、存在问题,导致管道的损伤损伤、失效失效甚至甚至破坏破坏性事故时有发生。性事故时有发生。呛臆处租棘辊碳远润噶峦劫潦袭强驰窿夯妊椒秩臭伊氖合羞恭楷崭高厚二XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n损伤:损伤:是指管道在外部机械力、介质环境、热作用等单独或共同作用是指管道在外部机械力、介质环境、热作用等单独或共同作用下,造成下,造成材料性能下降材料性能下降或者或者结构不连续结构不连续导致设备承载力下降。导致设备承载力下降。2/15/202357.1 7.1 概述概述n压力管道压力管道失效(失效(故障):故障):指管道损伤到一定程度,
4、管道功能不能发挥其设计规定指管道损伤到一定程度,管道功能不能发挥其设计规定或强度、刚度不能满足使用要求的状态。或强度、刚度不能满足使用要求的状态。损伤不一定失效或发生损伤不一定失效或发生事故事故,但失效或发生事故则一定存,但失效或发生事故则一定存在损伤。根据其严重程度,依次为在损伤。根据其严重程度,依次为损伤损伤、故障(失效)故障(失效)、事故事故。臂裸避醛泣喀渴通粤萤那磕拳矫歼知邯迅禹累渝垂士拖默网枝密供初环萧XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n压力管道失效主要从压力管道失效主要从材料性能材料性能和和管道应力管道应力两
5、方面考虑:两方面考虑:管道应力管道应力内压引起的应力、管道附件、管系膨胀、管系及阀内压引起的应力、管道附件、管系膨胀、管系及阀件自重、件自重、强制安装强制安装等引起管道承受的弯曲载荷等引起管道承受的弯曲载荷;结构不连续引起的应力集中,比如焊接裂纹结构不连续引起的应力集中,比如焊接裂纹振动疲劳载荷振动疲劳载荷材料性能材料性能结合工作环境分析,例如,高温下考虑材料蠕变;结合工作环境分析,例如,高温下考虑材料蠕变;材料在腐蚀环境下性能恶化材料在腐蚀环境下性能恶化.2/15/202367.1 7.1 概述概述凹虾认斧蘸戈画袒筐冶预荡却瓣绦捷斩号磐樱攒邹砚姜宽纳口蛀敦善氯咳XXXX压力管道检验员取证培训
6、课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效罩薛揖亡诛杭笔诀吟况遵嚎杭国严菩怪位一辅糙迷具糟瑰旁拔粒佳献踌程XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n压力管道常见故障的分类压力管道常见故障的分类:按按发生故障产生的后果或现象发生故障产生的后果或现象:泄漏泄漏、爆炸爆炸、失稳失稳。按按故障发生原因故障发生原因可分为:可分为:过度变形过度变形;低应力脆断低应力脆断;腐蚀腐蚀破坏破坏;疲劳破坏疲劳破坏;蠕变破坏蠕变破坏等。等。按按发生故障后管道失效时宏观变形量的大小发生故障后管道失效时宏观变形量的大
7、小可分为:可分为:韧韧性破坏(延性破坏)性破坏(延性破坏)和和脆性破坏脆性破坏两大类。两大类。按发按发生故障后管道失效时材料的微观断裂机制生故障后管道失效时材料的微观断裂机制可分为:可分为:韧窝断裂韧窝断裂、解理断裂解理断裂、沿晶脆性断裂沿晶脆性断裂和和疲劳断裂疲劳断裂等。等。2/15/20238昏蓖栓沧丝涯零仲恳酞帧描靛掷幂赘拧贺仁爱墅雁搔荣挪吩滁暮换禁村偿XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效习惯上往往采用习惯上往往采用混合分类混合分类方法(以宏观分类方法为主,方法(以宏观分类方法为主,结合一些断裂特征:结合一些断裂特征
8、:韧性破坏韧性破坏、脆性破坏脆性破坏、疲劳破坏疲劳破坏、蠕变破坏蠕变破坏和和其它型式破坏其它型式破坏。2/15/20239压力管道常见故障有压力管道常见故障有腐蚀腐蚀、冲刷冲刷、裂纹(裂缝)裂纹(裂缝)、鼓包鼓包、变形变形、泄漏泄漏等。等。甲讶聊佐闹窿堕川疵霞率分摸祭处兵译喀共栋腹毙叛葱陡宴针求篮允草刑XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n腐蚀腐蚀(corrosioncorrosion)金属材料表面由于受到周围介质的作用而发生状态变化,从而使金属材料遭受破坏的现象。金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化。腐蚀会使管道整体或
9、局部壁厚减薄,承载能力下降,造成破裂;腐蚀也会造成危害性极大的裂纹,造成管道的裂穿泄漏,严重时会造成突然破裂或爆炸。2/15/202310叛德咖银港吵类饼禹恶讣拽赶墅哄持磷症胯椽况趴唐洛郭聘蔓垢纽鄂栗饰XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n冲刷冲刷管道内的介质对管壁的长期冲刷,造成管壁壁厚的减薄,管道内的介质对管壁的长期冲刷,造成管壁壁厚的减薄,当管壁的厚度不能满足强度要求时,就会在管道冲刷部位当管壁的厚度不能满足强度要求时,就会在管道冲刷部位产生冲刷磨损破坏。一般在产生冲刷磨损破坏。一般在弯头弯头、T T字型接头字型接头
10、附近较为明显。附近较为明显。冲刷腐蚀冲刷腐蚀:介质流向突然发生改变,对金属及金属表面的:介质流向突然发生改变,对金属及金属表面的钝化膜或腐蚀产物层产生机械冲刷破坏作用,同时又对不钝化膜或腐蚀产物层产生机械冲刷破坏作用,同时又对不断露出的金属新鲜表面发生激烈的化学或电化学腐蚀。断露出的金属新鲜表面发生激烈的化学或电化学腐蚀。2/15/202311难晤挞乾抬戮娃眷镑炭娥惩戒美却诵功谐奢钡绞魄鸣捏寺椅独监兰命殴南XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n裂纹裂纹 裂纹是金属材料在应力或环境(或两者同时)作用下产生裂纹是金属材料在应力
11、或环境(或两者同时)作用下产生的裂隙,造成结构不连续,在裂纹尖端应力存在的裂隙,造成结构不连续,在裂纹尖端应力存在奇异性奇异性。是导致脆性破坏的主要原因。是导致脆性破坏的主要原因。主要来源主要来源管材制造和管道安装过程中产生的裂纹,主要包括管材制造和管道安装过程中产生的裂纹,主要包括管材扎管材扎制裂纹制裂纹、焊接裂纹焊接裂纹和和应力裂纹应力裂纹。使用过程中产生或扩展的裂纹,包括使用过程中产生或扩展的裂纹,包括疲劳裂纹疲劳裂纹和和腐蚀裂纹腐蚀裂纹。2/15/2023127.2 压力管道常见故障葵册驯赌有揍会峙纲筛酱锦铜卫顶栓驭庇翌毖废沁矩垮姜硒群侗杀珍匡桂XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管
12、道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效原始材料缺陷原始材料缺陷:把好质量关,严格按照设计标准。焊接裂纹:常存在于焊缝热影响区和焊缝交叉口、角焊缝表面缺陷处和焊缝附近。原因主要如下:可焊性;强行对接;在焊接过程中,焊条、焊剂的水分离解产生的原子氢渗入焊接金属中;焊接环境温度过低、冷却速度太快。2/15/2023137.2 压力管道常见故障絮蟹噬牌片诧冗暖违哎昏螺玉葬涌戳虹阉袭蝉锹拘妇泣申致驯纽怜届棚姆XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效疲劳裂纹疲劳裂纹:管道布置结构不合理或材料存在缺陷等造成的局
13、部应力过高,且压力、温度频繁波动和波动幅度较大而引起的。腐蚀裂纹:腐蚀裂纹:是腐蚀性介质在一定压力、温度条件下,对材料造成腐蚀而逐渐形成的一种裂纹。2/15/2023147.2 压力管道常见故障揍岂些沮肢馒窥磷圾勃鹃末鸽败泻炬熏耐豌对缆夸腾氏惕呢锨拥肝盛虫秀XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n鼓包鼓包 主要是管道材料发生塑性变形或者蠕变变形引起:管道超压;管道超温,造成材料强度下降,在正常工作压力下造成管道塑性变形;蠕变蠕变是指应力不变而应变持续增加的现象,与温度有关。蠕变后的材料组织和性能发生变化。发生鼓包的管道,必须
14、停止使用发生鼓包的管道,必须停止使用2/15/2023157.2 压力管道常见故障玩郴咙沿闲恕侩控笛预伍质辜汉杯逻培贮拍叉征谢挑讶厂又验拯陷伯讨泡XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n变形变形 由于不合理或错误的设计、安装,热应力导致管道在某些位置产生很大反力和反力矩、管系振动导致管道超出允许振动控制范围,致使管道系统发生结构(或其一部分)形状改变的现象。n泄漏泄漏 压力管道由于管道裂纹或爆管、腐蚀变薄穿孔、法兰及阀门密封而失效等各种原因造成的介质流溢称为泄漏。2/15/2023167.2 压力管道常见故障保落星查卤达粥塘
15、嘛洱乎殃威肤荐甭勘光连轻矮崔诗矮浙梭空慨粪钻副猎XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效(一)失效模式分类(一)失效模式分类(二)常见失效模式(二)常见失效模式 电玛粒岳雇之喜第吱众腐猪烯蔫甸吗手孽史术新慎欠峻琶噎革烬陷桌漠竿XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n失效模式欧洲标准失效模式:短期失效模式:脆性断裂、韧性断裂、超量变形引起的接头泄漏、超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂、弹性、塑性或弹塑性失稳(垮塌)。长期失效模式:蠕变断裂、蠕变一在机械连接处
16、的超量变形或导致不允许的载荷传递、蠕变失稳、冲蚀、腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂。2/15/2023187.3 压力管道常见失效形式艾玫说皱捆序磨刚脱歌粤娠褂础壕哭栋酝萎伎垃摊疤骆辽绳帐七幂篆代锚XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效循环失效模式:扩展性塑性变形、交替塑性、弹性应变疲劳(中周和高周疲劳)或弹一塑性应变疲劳(低周疲劳)以及环境助长疲劳。GB/T20801-2006GB/T20801-2006压力管道规范压力管道规范-工业管道工业管道脆性断裂、韧性断裂、接头泄露、弹性或塑性失稳、蠕变断裂。承压设备损伤模式识别标准报
17、批稿承压设备损伤模式识别标准报批稿腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化和机械损伤,共81种不同的失效模式。2/15/2023197.3 压力管道常见失效形式睡搪垫县隔娟韧嘘材穷四弯雀撰侗杆邵买酮柔嗓悉抽雹殉插哭澜窿腕梧沥XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效(1 1)腐蚀减薄)腐蚀减薄 管道材料在腐蚀介质或腐蚀环境的作用下,材料被腐蚀所造成的厚度减薄。从能量角度来讲,腐蚀是一种能量转化的过程。管道的腐蚀减薄主要有盐酸腐蚀、电化学腐蚀、硫酸腐蚀、氢氟酸腐蚀、层下腐蚀、碱腐蚀、冲蚀等。2/15/2023207.3 压力管道常见失效形式术
18、怠柞丙昔忿氢绅耕畸聪猖副羚炬扎辱静嗓棒丢治妈替觉熟刻毡旬项幕龋XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效1 1)盐酸腐蚀:金属与盐酸接触)盐酸腐蚀:金属与盐酸接触n特征全面腐蚀或者局部腐蚀;还会伴随氯化铵腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂;碳钢和低合金钢盐酸腐蚀时可表现为均匀减薄;介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀;奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢表现为点状腐蚀,形成直径为毫米级的蚀坑,甚至可发展为穿透性蚀孔。2/15/202321址憋绞覆掌稀抛攀骡刻倡飘胁疚钩倔鸣牡腕励送隐束史嚷卷援振唆隘冲真XXXX压力管道检验员取证培训课
19、件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n影响因素盐酸浓度;温度;金属种类:奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢抗蚀能力较差;蒙乃尔合金、钛(含钛合金)和镍(含镍合金)抗性较好;氧化剂:氧化剂(氧气、铁离子和铜离子)存在时,会加速蒙乃尔合金和哈氏合金的腐蚀;钛在氧化性氛围中具有优良的抗蚀能力。2/15/202322宾呢簿藤凰钨褐卖努音阎致总棚夜邀努骤力肪设乃玖痊垃塞姚犹债绕昔亭XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n易腐蚀设备碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢都有可能发生盐酸腐蚀;常压塔塔顶
20、系统;加氢装置;废气系统的蒸馏工段;催化重整装置的废气系统、再生系统和分馏工段;氯丙烯装置中盐酸吸收塔塔底HCL入口及盐酸出口。n预防措施降低盐酸浓度;材料升级或加内衬,如换成耐盐酸蒙乃尔合金、钛或者内衬非金属材料。2/15/202323软箔茹峦照憨毖踪踩犁婶程赶鸦麻喷拔以煌你十熬许廊尔搅慢裤藤元颖氨XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效2 2)电化学腐蚀:)电化学腐蚀:两种相连接的电极电位不同的材料浸入电解质液中,形成同时进行的阳极反应和阴极反应过程的腐蚀。阳极:阳极:M-neMM-neMn+n+ne+ne;阴极:;阴极:
21、S Sk+k+keS+keS n特征:特征:多发生在电解质液中两种材料连接处;可能发生均匀腐蚀或局部腐蚀,形成蚀坑、蚀孔、沟槽;经常伴随着土壤腐蚀。n影响因素:影响因素:电解质浓度;电极电位差;单一金属存在在表面涂层、钝化膜或结垢时,自身也会形成电化学腐蚀2/15/202324靶仓适矩糟诚雨是城滴脸护钞燕魄淹叼痪宛毋孺凌遇样障拔币皖福醚柔毕XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n易腐易腐蚀设备蚀设备除贵重金属外的所有材料都可能会发生电化学腐蚀。使用不同材质制造的管道、管道钝化膜或涂层发生破损处、埋地管道、江河或海洋中的管道等
22、。n预预防措施防措施设计:优化设计,避免形成电化学腐蚀的材料组合,或者采用电绝缘的方法是不同材料间不能形成电气闭合回路;相对暴露面积:增大阳极/阴极相对暴露面积,减缓阳极的腐蚀速率;涂层:为阳极材料与电解质流体接触面设置涂层或钝化膜;阴极保护:外部设置合理的保护电极。2/15/202325盂兢昧识扇鱼我挡剪抬苛临赐充痉傣贴液烹沦须眼桑册咏镐助从疯闸胡仪XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效3 3)硫酸腐蚀:)硫酸腐蚀:硫酸腐蚀是指金属与硫酸接触时发生的腐蚀M+H2SO4(稀)MSO4+H2 M+2H2SO4(浓)MSO4+2
23、H2O+SO2n特征:特征:稀硫酸:壁厚均匀减薄或点蚀,碳钢焊缝和热影响区易遭受腐蚀,在焊接接头部位形成沟槽;浓硫酸:局部腐蚀,可引起钢制管道的钝化,阻止腐蚀的进行。n影响因素:影响因素:浓度、流速、氧化剂、材料种类2/15/202326键阻黍裳连嘿撵蜘榔效蹦甄蚜酬沂津丈监惫保殊火滔澳酗锐惦岿胺志像绳XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n易腐易腐蚀设备蚀设备硫酸烷基化装置中反应器废气管线、再沸器、脱异丁烷塔塔顶系统和苛性碱处理工段。废水处理装置:分镏塔和再沸器的底部及相连管道n预预防措施防措施选材:奥氏体不锈钢和哈氏合金条
24、件允许可注入适量苛性碱中和剂2/15/202327闻拴暮伯眷揽唱绷笺郑严铜甭孰诲轨布尘续佑贤美骏吟粉拽于逗视碑裙演XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效4 4)氢氟酸腐蚀:)氢氟酸腐蚀:指金属与氢氟酸接触时发生的腐蚀 M+2HFMF2+H2n特征:特征:碳钢的腐蚀表现为全面减薄或严重局部减薄,面易形成氟化亚铁垢皮;蒙乃尔合金遭受腐蚀时多表现为全面减薄,且很少有积垢现象可能有氢氟酸致氢应力开裂n影响因素:影响因素:介质流速、流动状态水温度铜、镍、铬等有害离子,加速腐蚀2/15/202328瀑红板呐焉孤捌牺腻青捅允挫驶渝砸绅祥膝
25、蕴迟顾卷汗膝婶时阅祟说哺莫XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效n易腐易腐蚀设备蚀设备操作温度高于66的管道:泄压阀入口、小口径放气口和排气口的盲管段、位于异构体汽提塔、脱丙烷塔和氢氟酸汽提塔、丙烷汽提塔塔顶部位的管道氢氟酸烷基化装置中临氢氟酸环境的管道以及含酸火炬气管道n预预防措施防措施加强监测,及时更换减薄管更换材料,如采用蒙乃尔合金控制有害离子含量2/15/202329腻桶三柑循骗胀尘徘蔑常宜掌锄踞礼朝蛰唱呻巡灿顷麓兔蔬袜跋液沟庸抄XXXX压力管道检验员取证培训课件压力管道的故障与失效XXXX压力管道检验员取证培训课件
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