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图 ６ 塔顶封头检测位置
从表 ２可以看出，塔顶封头双相钢复合板覆 层母材硬度（３１９ＨＬ）和其焊缝硬度（２７４ＨＬ）均 明显高于顶部筒体双相钢复合板覆层母材硬度 （２８７ＨＬ）和筒体覆层焊缝硬度（２４１ＨＬ）。 ２．４ 铁素体含量测定
对塔顶封头双相钢复合板覆层母材、热影响 区、焊缝以及顶部筒体双相钢复合板覆层母材、焊 缝进行铁素体含量测定，检测结果见表 ３。具体 检测位置见图 ６。
关键词：常压塔顶；双相不锈钢；爆炸复合板；裂纹
炼油厂常压塔顶系统处于 ＨＣｌＨ２ＳＨ２Ｏ腐 蚀环境［１２］，对碳钢表现为均匀腐蚀、局部腐蚀或 沉积物下腐蚀，对铁素体不锈钢表现为点状腐蚀， 对奥氏体不锈钢则表现为晶间腐蚀、应力腐蚀开 裂。在高酸、高硫原油加工装置设备和管道设计 选材导则中，常压塔顶封头和顶部筒体复合板的 覆层材质均推荐采用双相不锈钢［３］。
第 １期
周 杨等．双相不锈钢复合板 制 常压塔顶封头内表面开裂原因分析
失效分析
表 ３ 覆层材料铁素体体积分数 φ，％
项 目 封头覆层母材 封头覆层热影响区 封头覆层焊缝 筒体覆层母材 筒体覆层焊缝
数值 ３６．７ ３５．５ １９．８ ３５．２ ２２．９
从表 ３测定结果可以看出，顶部封头双相钢 复合板覆层焊缝的铁素体体积分数为 １９．８％，低 于顶部筒体双相钢复合板覆层焊缝的铁素体体积 分数（２２．９％）。
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确有不同，尤其是在裂纹附近；塔顶封头裂纹呈树 枝状向外扩散。
图 ５ 塔顶封头覆层母材裂纹形貌
２．３ 硬度测定
对塔顶封头双相钢复合板覆层母材、热影响
区、焊缝以及顶部筒体双相钢复合板覆层母材、焊
缝进行里氏硬度测定，结果见表 ２。硬度具体检
测位置见图 ６。
表 ２ 塔顶封头和塔顶筒体里氏硬度值 ＨＬ
项 目 封头覆层母材 封头覆层热影响区 封头覆层焊缝 筒体覆层母材 筒体覆层焊缝
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失效分析
石油化工 腐 蚀与防护
２０１９年第 ３６卷
２ 缺陷部位理化检验 ２．１ 化学成分
对塔顶封头内壁母材、塔顶封头内壁焊缝、顶 部筒体母材和顶部筒体焊缝进行化学成分分析， 结果见表 １。从表 １可知，塔顶封头和顶部筒体 使用的双相钢爆炸复合板内表面覆层的双相钢材 质成分合格。
表 １ 覆层材料化学成分
图 ２ 塔顶封头内壁焊缝区裂纹
收稿日期：２０１８１０２３；修回日期：２０１８１２２４。 作者简介：周 杨 （１９８２—），男，高 级 工 程 师，本 科，主 要 从 事石油化工装置基 于 风 险 的 检 验 （ＲＢＩ）工 作。 Ｅｍａｉｌ：ｋｉｒｋ＿ ｃｈｏｕ＠ｑｑ．ｃｏｍ 基 金 项 目：安 徽 省 自 然 科 学 基 金 项 目—青 年 基 金 （１７０８０８５ＱＥ９５）
为消除应力 ＋覆层表面酸洗钝化。
图 １ 塔顶封头内壁母材裂纹
１ 常压塔顶封头内表面开裂情况 该常压塔于 ２０１１年 ９月投用，２０１５年 １２月
进行首次定期检验，检验时发现塔顶封头内表面 对接焊缝及母材存在大量裂纹，裂纹宏观形貌见 图 １和图 ２。
塔顶封头和塔顶筒体（上数 ５层塔盘）采用 Ｑ３４５Ｒ＋０２２Ｃｒ２３Ｎｉ５Ｍｏ３Ｎ爆炸复合板制造，内径 ５６００ｍｍ，复合板厚度 １４ｍｍ＋３ｍｍ，供货状态
双相不锈钢复合板制常压塔顶封头 内表面开裂原因分析
周 杨，程 伟，郑成思
（合肥通用机械研究院有限公司 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心，安徽 合肥 ２３００３１）
摘要：某炼油厂在停工检修时发现，由双相不锈钢爆炸复合板制造的常压塔顶封头内表面存 在大量裂纹。通过对塔顶 封 头 裂 纹 部 位 进 行 理 化 检 验，结 合 其 服 役 的 腐 蚀 环 境 和 制 造 工 艺 等 因 素，对裂纹产生原因进行了分析。分析结果表明：因制造过程导致双相不锈钢爆炸复合板损伤，在 特定腐蚀环境中，该损伤造成了设备失效。提出了预防这种失效的建议和措施。
ｗ，％
检测位置 封头内壁覆层母材 顶部筒体覆层母材 封头内壁覆层焊缝 顶部筒体覆层焊缝
Ｃｒ ２２．４ ２２．４ ２４．４ ２３．９
Ｎｉ ５．９ ６．１ ９．８ ９．５
Ｍｎ １．５ １．４ ０．９ ０．８
Ｍｏ ３．２ ３．２ ３．１ ３．０
２．２ 金相检验 对顶部筒体双相钢复合板覆层母材、塔顶封
头双相钢复合板覆层裂纹区域进行金相检验，金 相组织照片见图 ３至图 ５。
数值 ３１９ ３３４ ２７４ ２８７ ２４１
图 ３ 顶部筒体覆层母材金相
图 ４ 塔顶封头覆层母材裂纹处金相
从金相组织照片可以看出：顶部筒体双相钢 复合板覆层母材金相组织主要是黑色的球状体 （铁素体）和灰白色的多边形体（奥氏体），为典型 的双相钢金相组织；塔顶封头双相钢复合板覆层 金相结构与顶部筒体双相钢复合板覆层金相结构
双相不锈 钢 （简 称 双 相 钢）是 由 奥 氏 体 （γ 相，体积分数 ５０％ ～７０％）和铁素体（α相，体积 分数 ３０％ ～５０％）两相组织构成的不锈钢，比碳 钢具有更好的耐均匀腐蚀、耐局部腐蚀性能，比铁 素体不锈钢具有更好的耐点蚀性能，比奥氏体不 锈钢具有更好的耐晶间腐蚀和应力腐蚀性能。
某炼油厂双相钢爆炸复合板制常压塔顶封头 在服役 ４ａ后首次检验，发现其内表面存在大量 裂纹。通过现场检查和对开裂部位的理化检验， 结合其服役工况和制造工艺，分析了塔顶封头开 裂的原因，并提出了合理化建议。
２０１９年第 ３６卷 第 １期 石油化工腐蚀与防护 ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆Ｐ ＲＯ ＴＥＣＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ 失 效 分 析
引用格式：周杨，程伟，郑成思．某炼油厂双相不锈钢制常压塔顶封头内表面开裂原因分析［Ｊ］．石油化工腐蚀与防护，２０１９，３６（１）：５７６０． ＺＨＯＵＹａｎｇ，ＣＨＥＮＧＷｅｉ，ＺＨＥＮＧ Ｃｈｅｎｇｓｉ．ＣａｕｓｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｎｅｒＳｕｒｆａｃｅＣｒａｃｋｉｎｇｉｎＴｏｐＨｅａｄｏｆＤｕｐｌｅｘＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ＴｏｗｅｒｉｎａＲｅｆｉｎｅｒｙ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ＆ ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１９，３６（１）：５７６０．