ICS 23.020.30 J 74
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T30579—2014
承压设备损伤模式识别
Damage modes identification for pressure eguipments
2014-12-01实施
2014-05-06发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 305792014
目 次
前言引言
范围规范性引用文件一般规定腐蚀减薄环境开裂· 材质劣化· 机械损伤
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8 其他损伤附录A（资料性附录） 承压设备损伤模式索引附录B（资料性附录） 典型过程成套装置承压设备损伤分布图附录C（资料性附录） 常用金属材料牌号 GB/T 30579—2014
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准第4章～第8章参考APIRP571一2003《炼油设备中的失效机理第4章常见损伤机
理——所有.工厂》英文版）和APIRP571一2003《炼油设备中的失效机理第5章炼油厂损伤机理》 （英文版)编写并根据我国实际情况进行了内容调整和增加。本标准4.8"有机酸腐蚀”、4.25"甲铵腐蚀”、5.3“硝酸盐应力腐蚀开裂”、5.9"氢氰酸致应力腐蚀开裂”、5.11"高温水应力腐蚀开裂”、6.1"晶粒长大”、6.11"辐照脆化”、6.15"敏化-晶间腐蚀”、7.4"接触疲劳”、7.5"机械磨损”、7.6"冲刷”、7.8"过载”和8. 9"微动腐蚀”根据我国实际情况起草。
本标准附录A根据我国实际情况起草。 本标准附录B参考APIRP571一2003炼油设备中的失效机理第5章炼油厂损伤机理》（英文
版）编写，其中图B.8图B.15根据我国实际情况起草。
本标准附录C根据我国实际情况起草。 本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC262)提出并归口。 本标准起草单位：中国特种设备检测研究院、合肥通用机械研究院、北京航空航天大学、华东理工大
学、中国石油化工股份有限公司炼油事业部、江苏省特种设备安全监督检验研究院、中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院、中科合资（广东）炼化公司、中国石油股份有限公司克拉玛依石化分公司、中国石油独山子石化公司研究院、中国石油化工股份有限公司洛阳分公司、国家压力容器与管道安全工程技术研究中心、云南省特种设备安全检测研究中心、山东省特种设备检验研究院。
本标准起草人：贾国栋、史进、艾志斌、张、轩福贞、于建军、陈学东、王辉、杜晨阳、缪春生、刘小辉、 王光、梁永智、赵立凡、叶国庆、汪逸安、李光海、姜海一、王笑梅、顾望平、陈涛、邵珊珊、赵宗祥、曹怀祥。
Ⅱ GB/T 30579—2014
引言
我国目前对于承压设备损伤模式的分类尚未系统化，本标准旨在首次建立适用于在役承压设备损伤模式的统一分类原则和框架。损伤与失效不同之处在于损伤是一个发生过程，失效是损伤积累到一定程度，承压设备强度、刚度或功能不能满足使用要求的状态，即出现损伤时不一定失效，发生失效前一定出现了损伤。对于损伤模式的识别，有助于在役设备的检测和评估，利于在设备发生失效前及时进行修复或报废等处理。
本标准中损伤模式按照腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤和其他损伤模式进行分类，其中在每一大类损伤模式下又细分为若干种损伤。分类原则按照承压设备和其服役环境相互作用下可能发生的损伤，是一种以材料和环境相对应的分类方法。其中服役环境指承压设备所处的介质、温度、压力等环境。
本标准目前收录的损伤主要为在役承压设备在简单环境因素影响下发生的损伤。但是承压设备实际的服役环境有时是比较复杂的，如实际介质中含有多种腐蚀性组分，并且造成的损伤也是多种损伤耦合作用的结果，较为复杂的损伤将在今后的标准修订中引人。本标准为承压设备损伤模式识别的基础性标准，按照本标准进行识别的过程中，还应对损伤现象及辅助的试验结果进行综合分析，必要时可采取失效故障树分析法、排除法或模拟试验法等方法进一步分析判断。
本标准中对于损伤发生的条件和其敏感性的判断以定性描述为主，在今后的标准修订中将逐步增加相关数据：向定量判定方向发展。
N GB/T30579--2014
承压设备损伤模式识别
1范围
本标准给出了承压设备主要损伤模式识别的损伤描述及损伤机理、损伤形态、受影响的材料、主要影响因素、易发生的装置或设备、主要预防措施、检测或监测方法、相关或伴随的其他损伤等。
本标准适用于承压设备损伤模式识别。 本标准不适用于承压设备密封失效、安全连锁装置失效、压力泄放装置失效。
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件.其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件
GB150.2压力容器第2部分：材料 GB713 锅炉和压力容器用钢板 GB3531低温压力容器用低合金钢钢板 GB/T3620.1一2007钛及钛合金牌号和化学成分 GB5310 高压锅炉用无缝钢管 GB 9948 石油裂化用无缝钢管 GB13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管 GB 19189 压力容器用调质高强度钢板 GB/T21833 奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管 GB 24511 承压设备用不锈钢钢板及钢带 GB/T26610.1--2011承压设备系统基于风险的检验实施导则 第1部分：基本要求和实施程序 JB/T 4734 铝制焊接容器 JB/T 4745 钛制焊接容器 JB/T4755—2006 铜制压力容器 JB/T4756 镍及镍合金制压力容器 NB/T47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件 NB/T47009 低温承压设备用低合金钢锻件 ASMEIⅡPartAASME锅炉和压力容器规范第Ⅱ卷材料A篇 铁基材料（ASMEboilerand
pressure vessel codeIl Materials Part A-Ferrous material specifications)
ASMEⅡIPartBASME锅炉和压力容器规范第Ⅱ卷材料B篇 非铁基材料（ASMEboiler and pressure vessel codeIl Materials Part B: Nonferrous material specifications)
ASTM UNS ASTM统一编号系统（ASTMunifiednumberingsystem）
3 一般规定
3.1本标准的损伤模式分为：腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤，无法归入上述损伤模式或非单
1 GB/T 30579—2014
损伤的归人其他损伤
损伤是指承压设备在外部机械力、介质环境、热作用等单独或共同作用下，造成的材料性能下
a
降、结构不连续或承载能力下降。 b） 腐蚀减薄指在腐蚀性介质作用下金属发生损失造成的壁厚减薄。 c） 环境开裂指在腐蚀性介质作用下材料发生的开裂。 d）材质劣化指由于服役环境作用下材料微观组织或力学性能发生了明显退化 e） 机械损伤指材料在机械载荷或垫载荷作用下，发生的承载能力下降。
3.2损伤个例之间存在差异性，有时不能完全与本标准中描述的典型损伤相吻合，当存在多种损伤或损伤耦合时.需要更复杂的识别方法 3.3本标准从损伤描述及损伤机理、损伤形态、受影响的材料、主要影响因素、易发生的装置和设备、主要预防措施、检测或监测方法、相关或伴随的其他损伤共8个方面进行了描述。 3.4从事损伤模式识别的人员或团队应具有材料学、腐蚀与防护、化工工艺、力学、无损检测等相关基础知识，具有承压设备（如容器、管道、锅炉、储罐等)设计、制造、安装、检验等相关专业知识，以及丰富在役承压设备运行、检修的经验.能按照本标准提供的典型情况，结合损伤案例的个体特征，进行合理的分析和判断。
4腐蚀减薄
4.1盐酸腐蚀
4.1.1损伤描述及损伤机理
金属与盐酸接触时发生的全面或局部腐蚀：
Fe+2HC1→+FeCl, +H
注：本标准中所有化学式中的金属一般以Fe作为代表给出。 4.1.2损伤形态
碳钢和低合金钢盐酸腐蚀一般表现为均匀腐蚀，存在介质局部浓缩或露点腐蚀时也可表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。300系列不锈钢和400系列不锈钢发生盐酸腐蚀时可表现为点状腐蚀，形成直径为毫米级的蚀坑，甚至可发展为穿透性蚀孔 4.1.3受影响的材料
碳钢、低合金钢、300系列不锈钢、400系列不锈钢。 4.1.4主要影响因素
a）盐酸浓度：随盐酸浓度升高，腐蚀速率增大；在热交换器和管道中的氯化铵盐或盐酸胺盐沉积
物易从工艺物流或注入的洗涤水中吸收水分.在沉积物下可形成局部的氯化氢水溶液.水溶液的pH值低于4.5时对碳钢和低合金钢的腐蚀性较强；
b） 温度：随温度升高.腐蚀速率增大： c） 合金成分：300系列不锈钢和400系列不锈钢耐盐酸腐蚀能力差，钛（含钛合金）和镍（含镍合
金）耐盐酸腐蚀，尤其在温度不高的稀盐酸中耐腐蚀性能强：
d） 催化或钝化剂：氧化剂（氧气、铁离子和铜离子)存在时，会加速镍基合金的腐蚀；在氧化性介
质环境中，钛具有优良的耐盐酸腐蚀能力。
2 GB/T30579—2014
4.1.5 5易发生的装置或设备
炼油厂中的盐酸腐蚀多与露点腐蚀有关.即在蒸馏塔、分馏塔或汽提塔塔顶工艺物料中.含水和氯化氢的气相发生冷凝.最初析出的液滴酸性很强（pH值低）.腐蚀速率很高。易发生的装置或设备有：
a）常减压装置：
1）常压塔塔顶系统中，塔顶油气冷却形成含盐酸的冷凝液·pH值较低，可对管道和热交换
器（包括壳体、管束和管箱）造成快速腐蚀； 2）减压塔顶真空喷射器和冷凝设备会发生盐酸腐蚀。
b）加氢装置：
1）J 原料烃或循环氢中的有机氯化物进人装置内，反应生成盐酸； 2） 当氨和氯化氢同时存在时.装置中许多部位.如热进料/反应产物热交换器的反应产物侧
等，均可形成氯化铵盐·这些氯化铵盐也可能在反应产物系统的水相中聚集浓缩.详见 4.19;
3）氯化氢也可能随着T艺流穿过分馏单元，在注水点及其下游发生严重的酸露点腐蚀。 c）催化重整装置：
催化剂中被置换出来的氯化物会反应形成盐酸，流向反应产物系统、再生系统、稳定塔、脱
1）
丁烧塔和进料/预加热热交换器：
2）含氯化氢的蒸汽流经气分装置分馏T段，引发混合点腐蚀或酸露点腐蚀 d）聚丙烯（聚乙烯装置：催化剂中含有氯化物，如三氯化钛.在聚丙烯的合成工艺中，与水蒸气
或水接触的设备和管线
4.1.6 5主要预防措施
a）常减压装置：控制初馏塔进料中的氯化物含量，使塔顶回流罐液体中的氯化物含量不超过
20×10-；改善材质适应性，可将碳钢升级为镍基合金或钛；注水稀释急冷塔顶工艺物料，降低盐酸浓度；按pH值情况在脱盐装置下游注人适量苛性碱.控制碱液温度、浓度和注人量，避免进料预热系统的碱应力腐蚀开裂和积垢；将缓蚀剂（氨、中和胺和成膜胺等)注入常压塔塔顶操作温度在露点以上的管线：
b）加氢装置：降低上游装置中氯化物盐、盐酸胺盐的夹带量；降低氢气中盐酸夹带量.可安装专
用洗涤器或保护床；易发生盐酸腐蚀的部位采用耐蚀镍基合金；
c） 催化重整装置：采用与上述加氢装置相同的措施：降低进料中的水和/或含氧物质，减少催化剂
中氯化物脱除量；采用加装特殊吸附剂的脱氯设备
4.1.7 检测或监测方法
a) 对于均匀腐蚀，检测方法一般为目视检测和腐蚀部位壁厚测定；对于点蚀坑或蚀孔·检测方法
一 般为自视检测：
b） 腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或射线成像检测查找
减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定； c) 介质的pH值、氯化物含量的测定和监控； d）设置腐蚀探针或腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。 GB/T30579—2014
4.1.8 相关或伴随的其他损伤
氯化铵腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂。 4.2硫酸腐蚀 4.2.1损伤描述及损伤机理
金属与硫酸接触时发生的腐蚀：
Fe+HS(),（稀)→+FeSO：+H
4.2.2 损伤形态
a） 稀硫酸引起的金属腐蚀多为均匀腐蚀或点蚀.若腐蚀速率高且流速快，不会形成锈皮。碳钢焊
缝热影响区会发生快速腐蚀，在焊接接头部位形成沟槽
b） 储罐及铁路罐车等低流速区或滞留区会形成氢槽。 c) 硫酸能腐蚀焊缝的夹杂。
4.2.3 受影响的材料
按耐腐蚀性从弱到强排列：碳钢、3161.不锈钢、904L不锈钢、合金20、高硅铸铁、高镍铸铁、合金 B-2和合金C276。 4.2.4 主要影响因素
a） 酸浓度：对于碳钢，硫酸浓度低于70%（质量分数）时，腐蚀速率随浓度增高而减小；浓度在
70%～85%范围区间时，腐蚀速率随浓度增高而增大；浓度在85%～98%范围区间时，腐蚀速率随浓度增高而减小；浓度在98%～100%范围区间时.腐蚀速率随浓度增高而增大；浓度 >100%时，腐蚀速率随浓度增高而减小；
b） 流速：流速超过0.6m/s时，碳钢腐蚀速率较大；
温度：硫酸浓度一定时，随温度升高，腐蚀速率增大；浓硫酸与水混合时产生热量，混合点温度
c）
升高导致腐蚀速率增大； d) 合金成分：碳钢、3161.不锈钢、904L不锈钢、合金20、高硅铸铁、高镍铸铁、合金B-2和合金
C276（按耐腐蚀性从弱到强排列）； e 腐蚀杂质：存在氧化剂时腐蚀速率增大，
4.2.5 易发生的装置或设备
a) 废水处理装置可能发生硫酸腐蚀； b) 硫酸烷基化系统易受硫酸腐蚀.如反应器流出物管线、再沸器、脱异丁烷塔塔顶系统和昔性碱
处理工段；
c） 硫酸通常在分镭塔和再沸器的底部蓄积，使该部位硫酸变浓，腐蚀性较强， 4.2.6 主要预防措施
a) 使用合金20、9041.不锈钢、合金C-276等材料时，可在表面形成一层保护性硫酸铁膜.抵抗稀
硫酸腐蚀；
b） 根据硫酸的实际浓度、流速和温度等选择对应等级的材质： c) 注人适量苛性碱中和酸值。 1