閥門防螺柱斷裂對策討論及建議

本次氫氣閥門緊固螺柱失效類型基本可確定為由氯離子等腐蝕性介質(zhì)引起的奧氏體不銹鋼的晶間型應力腐蝕開裂。考慮到應力腐蝕三要素中的環(huán)境條件和力學條件幾乎不可能被改變，要避免類似的螺柱斷裂失效事件，關鍵在于螺柱選材和制造。

對于處于工廠大氣環(huán)境中的氫氣管道以及其他介質(zhì)管道的不銹鋼閥門及配套件，應避免選擇碳含量高的鉻錳不銹鋼制作件，而應選擇耐應力腐蝕開裂的低碳或超低碳鉻鎳型奧氏體不銹鋼制作。如果確實有成本方面的限制，也可考慮使用對晶間腐蝕和應力腐蝕開裂不敏感的鐵素體型不銹鋼。然而，僅僅選材正確可能仍不夠。一般來說，DN25的閥門只是管道系統(tǒng)的一個小附件，而緊固螺柱只是閥門的一個小配件。對于一項規(guī)模較大的管道建設項目而言，螺柱甚至閥門的選材以及實際制作質(zhì)量很可能被忽略，從而為管道使用埋下隱患。在本次閥門螺柱斷裂故障發(fā)生后，追溯管道圖紙資料，未能找到廠商、、材質(zhì)、質(zhì)量證明文件等與螺柱有關的信息，而螺柱化學成分分析也表明其未與國內(nèi)標準中的任何一種鉻錳系不銹鋼成分相符，說明在企業(yè)的管道工程項目中，對于閥門、法蘭、螺栓等管道附件的管理還需要細化和，比如，對這些附件應強制規(guī)定   提供質(zhì)量證明文件等。

由于原因分析已認定閥門緊固螺柱選材不妥，那么現(xiàn)存氫氣管道以及該氫氣管道所屬整個項目中的同類閥門都可能存在同樣的選材不當以及應力腐蝕開裂隱患。為此組織對所有閥門進行檢查，果然在某同期氮氣管道閥門上也發(fā)現(xiàn)了類似緊固螺栓斷裂問題。目前，對檢查中發(fā)現(xiàn)的失效緊固件已全部進行   換整改，對于檢查未發(fā)現(xiàn)問題的管道閥門及配套緊固件，在短期內(nèi)將其全部予以預防性   換并不現(xiàn)實，建議持續(xù)做好管道日常檢查、年度檢查和壓力管道定期檢驗工作，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。

本次閥門緊固螺柱斷裂從而引發(fā)氫氣泄漏的主要原因是螺柱的晶間型應力腐蝕開裂。誘發(fā)應力腐蝕開裂的主要因素是不恰當?shù)穆葜x材。碳含量較高的鉻錳系奧氏體不銹鋼不適宜用作處于工廠大氣環(huán)境中的管道閥門及其緊固件用材。