基于受火損傷模式的石油化工設(shè)備鋁、銅部件合于使用評定技術(shù)研究.pdf

1、石化承壓設(shè)備遭受火災(zāi)后，可能會發(fā)生局部或整體的變形，材料力學(xué)性能也會發(fā)生退化，但并不一定意味著失去繼續(xù)服役的能力。因此有必要對其安全可靠性進(jìn)行評價(jià)。本研究根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，并參考美國石油學(xué)會 API579《合于使用》中火災(zāi)后的評定方法,對受火后石油化工設(shè)備3A21鋁合金、紫銅進(jìn)行不同熱暴露溫度、保溫時(shí)間和冷卻速率的熱處理來模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)的受火過程，并對其力學(xué)性能與微觀組織進(jìn)行評定，總結(jié)出一套能及時(shí)、準(zhǔn)確和迅速的有效評價(jià)方法。結(jié)果表明：3

2、A21鋁合金的受火溫度低于510℃時(shí)，冷卻方式對沖擊韌性影響較大，沖擊吸收功在204℃空冷條件下升高65％，427℃水冷條件下升高57%；受火溫度低于510℃時(shí)力學(xué)性能隨受火溫度升高略有降低，受火溫度達(dá)到657℃時(shí)，抗拉強(qiáng)度降低30%，屈服強(qiáng)度降低45%；空冷時(shí)硬度降低37%，水冷時(shí)降低28%。受火溫度在510℃以下時(shí)冷卻方式對沖擊韌性影響較大，溫度高于510℃時(shí)材料的沖擊韌性變化在空冷和水冷條件下基本一致；受火溫度高于510℃后發(fā)生再

3、結(jié)晶、硬質(zhì)相顆粒部分溶解與在晶界處再析出以及晶粒粗化現(xiàn)象，導(dǎo)致力學(xué)性能下降。510℃為3A21鋁合金的臨界溫度，硬度的臨界值為38HB，晶粒組織變的粗大、第二相出現(xiàn)溶解。紫銅在空冷時(shí)抗拉強(qiáng)度降低到217Mpa下降15%，硬度降低到67HB下降13%，伸長率達(dá)到62%增加72%，斷面收縮率達(dá)到83%基本維持不變；水冷時(shí)抗拉強(qiáng)度降低到223Mpa降低13%左右，硬度降低到69HB下降10%，伸長率達(dá)到60%增加67%，斷面收縮率達(dá)到83%基

4、本維持不變；在621℃受火后的紫銅發(fā)生再結(jié)晶晶粒長大，晶粒變的粗大；出現(xiàn)尺寸較大、較深的韌窩。受火溫度低于621℃，紫銅的力學(xué)性能基本維持不變。621℃為紫銅的臨界溫度，臨界硬度值為67HB，再結(jié)晶晶粒長大組織粗大。
　　基于 API579《適用性評價(jià)》通過與受火模擬3A21鋁合金、紫銅表面顏色、硬度的參考判斷出元件所處的受火帶快速地作出評價(jià)，實(shí)現(xiàn)對過火承壓設(shè)備的損傷嚴(yán)重程度的快速篩查目的，根據(jù)模擬受火的力學(xué)性能的變化來作為參考，