扬子石化：化工设备告别应力腐蚀

“应用焊接接头特种喷丸抗应力腐蚀断裂技术后，乙二醇装置10台不锈钢设备，再没有出现新的裂纹！”5月21日，扬子石化烯烃厂设备管理科科长、原乙二醇车间设备副主任倪东原说。

　　焊接接头特种喷丸抗应力腐蚀断裂技术前不久荣获2018年度国家科学技术二等奖。该技术的应用有效避免了装置不锈钢设备的应力腐蚀。

　　寻根溯源，减低或消除残余拉应力，防止发生应力腐蚀

　　扬子石化烯烃厂党委书记、原烯烃厂设备副总工程师史永红解释，发生应力腐蚀需同时满足三个条件：材质因素，奥氏体不锈钢是发生应力腐蚀开裂的高度敏感材料；环境因素，要有腐蚀介质，包括酸、碱、氯离子等；要有应力作用，这种应力必须是拉应力，通常情况下，压应力不会产生应力腐蚀开裂，设备制造过程中，会在焊缝、封头等处留有残余拉应力。

　　三个条件同时存在才能产生应力腐蚀，去掉其中一个就会消除应力腐蚀，减低或消除残余拉应力是防止发生应力腐蚀开裂的常用方法。特种表面冲击强化抗应力腐蚀与疲劳技术在防止应力腐蚀开裂方法上另辟蹊径，采用玻璃喷丸技术、超声波技术、激光技术的物理冲击，在设备金属表面产生薄薄的压应力金属层，这个压应力金属层本身不会发生应力腐蚀开裂，是设备金属材料内部与腐蚀环境间防腐隔离层，即便设备材料内部仍有残余拉应力，应力腐蚀开裂也不会发生。

　　结合生产和装置特点，针对性展开联合技术攻关

　　在扬子石化乙二醇装置，环氧乙烷精制单元和乙二醇精制单元的压力容器材质均为奥氏体不锈钢，此前，应力腐蚀开裂在这些设备上经常出现。

　　倪东原介绍，乙二醇蒸发器下封头环焊缝热影响区应力腐蚀开裂集中。装置大修检测时，着色探伤可发现密密麻麻的纵向微裂纹。要想消除这些裂纹是个棘手问题，必须将缺陷部件局部更换或整台更换。

　　为此，扬子石化联合南京工业大学等高校展开科研攻关，开发出焊接接头特种喷丸（玻璃喷丸、超声波喷丸、激光喷丸）抗应力腐蚀断裂技术。该技术通过在焊接接头表面产生纳米晶粒及压应力层，具有工艺简单、高效、环保和低成本特点。

　　三种技术应用中各有特色。玻璃喷丸技术效率高，操作方便，适合大面积处理，但只能在设备制造厂家使用，主要应用于新设备；超声波喷丸绿色、高效、易操作，压应力层深，适合装置现场处理；激光喷丸是一种非接触冲击方法，适合锆、钛等特种材料处理。各个装置可根据待处理设备的材料选择合适的喷丸工艺。

　　应用特种表面冲击强化抗应力腐蚀与疲劳技术，效果显著

　　目前，扬子石化乙二醇装置的不锈钢设备均采用玻璃喷丸技术，其他装置老设备采用超声波和激光技术。技术应用后，节省了设备制造费、检修费、维护费等。以3台更换的乙二醇蒸发器为例，相对于升级材质，通过采用喷丸技术，3台设备仅制造费用就节省336万元。

　　该技术获授权发明专利15件，已应用在扬子石化等多家大型企业乙二醇、大化肥等核心设备，延长了设备使用寿命，设备可靠性大幅提升，具有很大推广价值。