案例一

　　介质环境：浮头式换热器壳程介质为含有丙烯腈、乙腈、HCN(0.6%wt)及其他有机物。

　　内连接螺栓材料：35CrMoA(GB/T 3077)。

　　断裂特征：螺栓中部无螺纹部位，断口呈脆性断裂特征

　　。

　　化学成分：分析表明，螺栓材料成分符合标准要求。

　　金相分析：分析表明，螺栓的显微组织为回火索氏体，为35CrMoA调质处理后的正常组织。

　　硬度检测：螺栓材料表面硬度符合标准要求(300~350HB)。

　　能谱分析：断口富集了大量的C、N、O、Fe元素和微量的K、Na，(N主要来源于HCN)

　　。

　　结论：

　　1、螺栓材料本身是合格的，符合材料标准要求。

　　2、但根据GB/T 《承压设备损伤模式识别》在“氢氰酸致氢应力开裂”一节中的建议(见下面的截图)，该设备内连接螺栓选用35CrMoA并不合适。

　　案例一更详细的内容见文献：陈维, 侯宝成, 武法光. 丙烯腈生产中浮头式换热器螺栓断裂失效分析[J]. 腐蚀与防护, 2020， 41(8).

　　案例二

　　介质环境：浮头式换热器壳程介质为含有H2S和CO2的急冷水。

　　内连接螺栓材料：1Cr18Ni9(即GB/T 1220中的S)。

　　断裂特征：螺栓中部光滑部分出现断裂，呈脆性断裂特征

　　。

　　化学成分：

　　分析发现，螺栓中Cr实测含量偏低，低于标准GB/T 1220下限值。

　　金相分析：

　　分析发现，晶界有大量碳化物析出，螺栓芯部还可见大量聚集态析出相，材料出现了敏化。

　　(固溶处理温度偏低、时间偏短，碳化物未充分溶解所致)

　　硬度检测：

　　螺栓边缘起裂部位硬度*高，芯部硬度值也较高。

　　螺栓的整体硬度值明显高于奥氏体不锈钢规定值。

　　结论：

　　1、螺栓断裂的原因为晶间应力腐蚀开裂。

　　2、材料中Cr含量偏低，组织发生敏化以及高硬度，导致螺栓抗应力腐蚀能力下降。

　　3、在介质中H2S(这个)、CO2(形成碳酸，降低pH，促进螺栓阴极析氢)的联合作用下，及在安装应力的共同作用下，螺栓发生沿晶应力腐蚀开裂。

　　案例二更详细的内容见文献：姜勇, 葛志强, 陈佳栋. 浮头式换热器连接螺栓失效分析[J]. 2015, 36(7).

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