在石油化工生产过程中,生产条件恶劣、设备故障、违章作业、管理滞后等可能导致人身伤害、设备损坏或环境污染等恶性事故的发生,轻则影响企业的生产效益,严重时甚至将直接危害到职工的健康,还会给国家财产带来重大损失。
导致石油化工设备劣化和失效的原因很多,条件也很复杂,如腐蚀与冲蚀、温度变化、压力或负荷变化、磨损、地震、风载荷等。其中,主要是设计、制造安装、使用中产生的缺陷造成的。因此,从金属材料角度分析设备的失效问题并采取对策,往往是确保压力容器安全运行的关键。
金属材料冶金缺陷造成的失效石化设备制造时采用的钢材可能存在各种冶金缺陷,这往往成为断裂失效的主要原因,如:成份偏差;铸造缺陷,夹渣、气孔、裂纹等;压力加工缺陷,折叠、重皮等;热处理缺陷,变形、裂纹、残余应力、金属组织不合格等。这些缺陷之存在对钢材之性能有着不同的影响。
在一定的条件下,就会导致断裂失效。例如,在冷态或热态下的形变压力加工会改变金属的组织,出现织构;在力学性能,耐蚀性上表现明显的方向性,在用材时不注意会产生层状撕裂和氢损伤等。在焊接方面中,最常见的缺陷是冷裂纹。它是由于拘束应力、淬硬组织和氢作用下产生的。这方面的研究已经比较成熟,已有定量的计算和测试方法。在现场检验中,主要是分清裂纹性质:冷裂纹有穿晶的,也有沿晶的;而热裂纹则一定是沿晶的。
此外还有注意设备的腐蚀问题。如石化设备约有70%的金属构件是在大气条件下工作的,大气腐蚀使许多金属结构遭到严重破坏。最新资料统计,全国因腐蚀造成的失效占失效事件总数的1/3。防止腐蚀和减缓腐蚀的途径,主要分为金属防腐和工艺防腐。具体采用哪种方法要根据情况而定。
设备失效的类型也很多,根据企业的生产特点和设备状况,今后失效分析工作重点应考虑以下几个方面:a.原材料缺陷引起的失效所占比例较大,因此首先要考虑的是原材料质量问题,特别不能忽视进设备在这方面的问题;b.制造缺陷引起的失效所占比例最大,在分析时往往又不容易找到充分的判据,因此要从多方面考虑。