翁东山

（福建省特种设备检验研究院，福建 福州 350008）

1 前言

福建某石化企业常减压装置一台初顶后冷却器运行了近19年，2011年4月对其进行全面检验时经磁粉检测发现壳体内表面某条焊缝存在大量裂纹，现场对其中的一条横向裂纹消除时发现裂纹深度已经超过实际板厚的一半。检验人员对裂纹区域进行了硬度测定、金相分析、光谱分析，并结合生产工艺和设备的运行状况对裂纹失效原因进行了分析和探讨。

2 设备参数和裂纹表征

容器规格φ800×12，材质为16MnR，壳程：介质是油、工作压力为0.2MPa、工作温度为60℃；管程：介质是循环水、工作压力为0.4MPa、工作温度为40℃；该设备于1992年6月投用，使用年限近19年。

设备裂纹位置如图1所示。

现场发现的裂纹集中分布在内表面C4环缝700×200mm范围内，裂纹形貌及特征：

（1）焊缝上：裂纹主要呈横向分布、部分贯穿焊缝，尾部有分叉；

（2）熔合线区域：裂纹主要呈纵向分布，有树枝状分叉；

（3）热影响区：裂纹较短，部分是焊缝及熔合线裂纹的延伸部分；

裂纹断口较亮，无氧化色彩，裂纹照片如图2、图3所示。

图2 焊缝上裂纹

图3 热影响区裂纹

3 裂纹原因分析

由于设备使用时间较长，检验员对该设备进行了较全面的检测，以便找到初顶后冷却器裂纹失效的原因。

3.1 金相组织分析

在裂纹区域制成金相试样，采用现场便携式光学显微镜观察，金相组织照片如图4、图5所示，放大倍数为400倍。

从金相组织照片可以看出，裂纹区域组织主要由珠光体和粗大的魏氏体组成，其中魏氏体组织颗粒明显偏大，热影响区中的过热区较宽；……