王耀伟，栾谨鑫，刘炳岩，贺永鹏，舒向泉，王立达

制氢装置循环氢管道出口短管开裂失效分析

王耀伟1，栾谨鑫2，刘炳岩2，贺永鹏1，舒向泉1，王立达2

（1. 山东京博石油化工有限公司，山东 滨州 256500； 2. 大连理工大学 化工学院，辽宁 大连 116024）

制氢装置循环氢管道出口短管发生开裂失效。通过对材料的成分、硬度、缺陷、产物以及受力分析，考察了其失效成因。结果表明：由于短管材质中存在缺陷，导致短节强度下降。同时，出口管路结构易引发弯头与短节连接处局部应力集中，最终导致管件应力开裂。针对其失效原因，提出了相应防护对策。

制氢装置；短管；应力开裂；失效分析

制氢装置循环氢管道出口短管弯头下部连接有两个较大质量的阀门，同时为保持该结构稳定性，水平管路仅加设一根钢丝用于固定管件。短节材质为碳钢，内部介质主要为循环氢，其中含有烃类（体积分数6.75%）和少量的硫化氢（体积分数0.35%）。该短节在运行过程中出现开裂，造成介质泄漏。开裂处位于弯头与短节之间的连接部位且贴近焊肉处，断口较整齐，失效管件样品，如图1所示。

图1 循环氢管道出口处管件开裂宏观照片

1 材质成分分析

通过便携光谱仪对开裂管件材质进行成分分 析[1]，结果如表1所示。从表1中可以看出，该管件材质主要含有Fe、Mn等元素，对照碳钢的国家标准《石油裂化用无缝钢管》（GB 9948—2006），其含量符合材质要求。

表1 管材成分组成

2 材质硬度分析

采用显微硬度计（HV-1000B）对开裂管件材质硬度进行检测，结果如表2所示。……