Коррозия

Механические свойства металла после промышленных испытаний в условиях оксихлорирования

Механические свойства металла опытной линии после промышленных испытаний в условиях оксихлорирования не претерпели заметных изменений (табл. 6.18). Кроме того, на образцах, испытанных на статический изгиб, а также при испытании кольцевых образцов на сплющивание в соответствии с ГОСТ 8731—74 трещин коррозионного характера не обнаружено.

В образце с толщиной стенки 2,75 мм произошло коррозионное растрескивание. При нормальной толщине стенки (15 мм) признаков коррозионного растрескивания стали 12Х12Н10Т за время испытаний не было.

 

Таблица 6.18. Механические свойства основного металла и сварного шва трубопровода в исходном состоянии и после испытаний на установке Л-35-11/300 в течение 1 года

Основной металл —сталь 12Х18Н10Т, электрод - ЦЛ-11 (Э-08Х20Н9Г2Б)

 

Металл

Тип образца

σb,

МПа

σ0,2,

МПа

δ, %

ψ, %

aн, Д ж/cм2

Цилиндрические образцы (диаметр 3 мм, длина рабочей части 15 мм)j

В исходном состоянии

Продольный

612

329

38,1

53,0

228

 

Поперечный

600

346

40,3

59,3

 

После испытаний

Продольный

626

390

38,1

62,5

187

 

Поперечный

604

392

36,8

67,0

 

Сварного шва после испытаний

Со сваркой посередине

634,4

393,3

20,3

62,5

182

 

Из сварного * шва

662,9

404,8

17.9

36,5

71

Плоские образцы (2 X 10 X 120 мм)

В исходном состоянии

504

316

31,5

48,7

 

После испытаний

519

339

35,0

49,5

 

* Один образец разрушился.

 

 

После кипячения образцов в стандартном растворе по методу AM (ГОСТ 6032—75) в течение 24, 50 и 100 ч межкристаллитная коррозия наблюдалась только в сварном шве и околошовной зоне

При проведении дальнейших испытаний новой партии образцов в реакторы при оксихлорировании подано почти в три раза больше дихлорэтана (2230 л вместо 820 л). Новая опытная труба диам. 257 X 2,75 состояла из пяти сварных образцов, изготовленных из трубы диам. 273 X 15. Сварку производили электродами ЦЛ-11. Напряжения в стенках рабочей части составляли 130 МПа, а утолщенной части —  32,8 МПа; продолжительность испытаний —3 года.

Свойства металла (табл. 6.19) определяли на цилиндрических образцах, изготовленных из сварного соединения толстостенной (15 мм) части трубы, и плоских образцах, изготовленных из тонкой части основного металла. При металлографическом исследовании структуры металла образцов, изготовленных из толстостенной трубы, разрушений коррозионного характера не обнаружено. В сварном шве и околошовной зоне наблюдалось растрескивание коррозионного характера. В то же время основной металл утолщенной части трубы не подвергается межкристаллитное коррозии.

 

Таблица 6.19. Механические свойства основного металла и сварного шва трубопровода после испытаний на установке Л-35-11/300 в течение 3 лет

Основной металл — сталь 12Х18Н10Т, электрод - ЦЛ-11 (Э-08Х20Н9Г2Б)

 

Металл

Тип

σb,

МПа

σ0,2,

МПа

δ, %

ψ, %

aн, Д ж/cм2

Основной:

 

 

 

 

 

 

опытные данные

Плоские

600

430

46

57

 

требования ГОСТ 9940—72

-

540

 

40

 

 

Сварного шва:

 

 

 

 

 

 

 

опытные данные

Цилиндрические

660

240

34

60

170

требования ГОСТ 10052—75

 

580

 

24

 

 

 

Установка Л-35-1/2 Ново-Уфимского нефтеперерабатывающего завода в течение десяти лет до августа 1964 г. работала по схеме гидроформинга, затем переоборудована под платформинг для работы с катализатором АП-56, с июля 1974 г. переведена на катализатор КР-104. За время эксплуатации проведено 15 операций хлорирования катализатора АП-64 из расчета 0,5% хлора от массы катализатора продолжительностью 8—12 ч и 7 операций оксихлорирования катализатора КР-104 из расчета 1,0—-1,2 % хлора от массы катализатора по 3 ч каждая. Общая продолжительность эксплуатации составляла 24 года, ил них в условиях повышенных концентраций хлорсодержащих компонентов — не менее 1000 ч.

Из трубопровода па участке печь П-1—реактор Р-1 вырезаны образцы в виде катушек со сварными швами для исследований. Трансферный трубопровод (диам. 168X8), выполненный из хромоникелевой стали, эксплуатировался при 460—510 °С; напряжения в стенках составляли 21,1 МПа. В сварном шве установлено наличие непровара в корне шва на глубину до 2 мм. Видимых дефектов основного металла трубопровода не обнаружено.

В табл. 6.20 приведен химический состав основного металла трубопровода и сварного шва. По основным компонентам исследуемая сталь соответствовала требованиям ГОСТ для стали 12Х18Н10Т, однако содержание титана как в основном металле, так и в сварном шве, занижено. Отношение Ti : С для основного металла составляет 4,5, а для сварного шва 0,86. При соотношении Ti : С < 6 склонность стали типа 18-8 к межкристаллитной коррозии увеличивается. Поэтому как основной металл трубопровода, так и сварной шов склонны к межкристаллитной коррозии. На исследованных микрошлифах после полировки и электролитического травления металл сварного шва подвержен на незначительную глубину межкристаллитному коррозионному растрескиванию. В структуре основного металла заметных изменений не обнаружено.

 

Таблица 6.20. Химический состав металла трубопровода печь П-1 — реактор Р-1 с установки Л-35-1/2

Основной металл — сталь 12Х18Н10Т

Металл

Содержание элементов. %

С

Cr

Ni

Ti

Основной:

 

 

 

 

опытные данные

0,11

18,7

11,1

0,49

требования ГОСТ 5632—72

< 0,12

17 — 19

9-11

0,6—0,8

Сварного шва

0,13

20,6

11,4

0,11