En tant que partie importante de l’équipement clé, les pièces forgées pétrochimiques jouent un rôle important dans le processus de production pétrochimique. Cependant, en raison de la présence de milieux corrosifs et de contraintes alternées dans l’environnement pétrochimique, les pièces forgées sont sujettes à la fissuration par corrosion sous tension (fissuration par corrosion sous tension), ce qui entraîne des défaillances de l’équipement et des incidents de sécurité. Les causes de la fissuration par corrosion sous tension et les mesures de protection des pièces forgées pétrochimiques seront étudiées afin de fournir une référence pour les recherches et les applications connexes.
La fissuration par corrosion sous tension est un phénomène de fissuration du métal résultant de l’action combinée des contraintes de traction et d’un milieu corrosif. Son mécanisme comprend principalement les trois phases suivantes:
Début des fissures: sous l’action d’un milieu corrosif et de contraintes de traction, le film de passivation sur la surface du métal est détruit, créant une zone anodique et une zone cathodique. Une réaction de dissolution se produit dans la zone anodique, entraînant une dissolution préférentielle du métal local et la formation d’une source de fissure.
Propagation des fissures: les fissures se propagent progressivement sous l’effet des contraintes de traction. Au cours de la propagation, la pointe de la fissure est soumise à des contraintes élevées, ce qui accélère la vitesse de propagation de la fissure. Dans le même temps, le milieu corrosif pénètre constamment à l’intérieur de la fissure et favorise sa propagation.
Rupture instable: lorsque la fissure se propage à un point tel que le métal ne peut supporter les contraintes de traction, une rupture transitoire se produit. Ce processus est brusque et catastrophique et conduit souvent à une défaillance totale de l’équipement.
Facteurs affectant la fissuration par corrosion sous tension
Matériaux métalliques: la composition, la microstructure et les propriétés mécaniques des matériaux métalliques peuvent affecter leur sensibilité à la fissuration par corrosion sous tension. Par exemple, les aciers à haute résistance et faiblement alliés sont sujets à la fissuration par corrosion sous tension.
Facteurs environnementaux: le type, la concentration et la température du milieu corrosif affecteront le comportement de fissuration par corrosion sous tension du métal. Par exemple, l’environnement H2S/CO2 à haute température et à haute pression est l’un des environnements courants de fissuration par corrosion sous tension pour les pièces forgées pétrochimiques.
État de contrainte: le type et l’importance de la contrainte de traction influent sur le comportement du métal à la corrosion sous contrainte. Les contraintes alternatives et résiduelles peuvent accélérer l’amorçage et la propagation des fissures.
Procédés de forgeage et de traitement thermique: les procédés de forgeage et de traitement thermique peuvent affecter la microstructure et les propriétés mécaniques du métal et donc son comportement à la fissuration par corrosion sous tension. Par exemple, les contraintes résiduelles pendant le forgeage et les modifications de la structure pendant le traitement thermique peuvent augmenter la sensibilité du métal à la fissuration par corrosion sous tension.
Mesures de protection
Choix rationnel des matériaux: choisissez les matériaux métalliques qui ont une meilleure résistance à la fissuration par corrosion sous tension, tels que l’acier inoxydable et l’acier duplex, etc. En même temps, considérez la résistance matérielle, la ténacité et d’autres exigences de propriétés mécaniques pour assurer la sécurité et la fiabilité de l’équipement.
Optimisation des processus de forgeage et de traitement thermique: en contrôlant la température de forgeage, la vitesse de refroidissement et d’autres paramètres, on obtient des propriétés microstructurelles et mécaniques idéales. Les processus de traitement thermique tels que le traitement de solution, le traitement de vieillissement peuvent améliorer davantage la résistance à la corrosion du métal et la résistance à la fissuration par corrosion sous tension.
Réduction des contraintes de traction: en optimisant la conception des équipements, en réduisant les contraintes résiduelles et en évitant les contraintes alternatives, on réduit le niveau des contraintes de traction auxquelles le métal est soumis, ce qui permet de retarder l’amorçage et la propagation des fissures.
Revêtement de protection: revêtement de protection sur la surface métallique pour isoler le contact direct entre le milieu corrosif et le métal, réduisant ainsi la sensibilité du métal à la fissuration par corrosion sous tension. Le choix des matériaux et des procédés de revêtement appropriés est essentiel.
Inspection et entretien réguliers: des essais non destructifs et des inspections métallographiques sont effectués régulièrement sur les pièces forgées pétrochimiques pour détecter et traiter les problèmes potentiels de fissures et de corrosion à temps pour assurer un fonctionnement sûr de l’équipement.
Établissez un système de gestion strict: établissez un système de gestion parfait et des procédures d’exploitation pour assurer l’utilisation et l’entretien appropriés de l’équipement. Améliorer la formation du personnel afin d’améliorer sa sensibilisation à la sécurité et ses compétences opérationnelles afin de réduire le risque de défaillance de l’équipement causée par des facteurs humains.
La fissuration par corrosion sous tension des pièces forgées pétrochimiques est l’une des causes importantes de défaillance des équipements et d’accidents de sécurité. Une étude approfondie du mécanisme de fissuration par corrosion sous tension et des facteurs influençant les pièces forgées pétrochimiques et l’adoption de mesures de protection efficaces peut réduire le risque de défaillance de l’équipement et améliorer la performance de sécurité de l’équipement. À l’avenir, avec l’émergence continue de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies, la protection contre la fissuration par corrosion sous tension des pièces forgées pétrochimiques fera face à plus de défis et d’opportunités. Les entreprises concernées et les chercheurs doivent constamment explorer et innover pour s’adapter aux changements de la demande du marché pour contribuer au développement continu de l’industrie pétrochimique.
