16956

15033

كارشناسي ارشد

كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1400

چهارده، 64 ص.: مصور، جدول، نمودار

محمد ژياني

كيوان رييسي

محمد محسن مومني، عبدالمجيد اسلامي

1400/10/11

كتابنامه

شيمي

شيمي

1400/10/13

2790969

در اين پژوهش، علت ترك خوردن لوله‌اي از جنس فولاد زنگ نزن سوپر داپلكس گريد UNS S32750 (SAF 2507) در قسمت خروجي سيستم بالاسري برج تقطير در بخش مبدل‌هاي حرارتي پالايشگاه نفت بررسي‌شده است. در اين راستا، متالوگرافي نمونه لوله‌اي شكل از جنس فولاد زنگ نزن سوپر داپلكس گريد UNS S32750 (SAF 2507) از سطح و مقطع انجام شد. تصاوير ميكروسكوپي نوري نشان داد كه تعداد زيادي آخال و حفره روي سطح و مقطع نمونه وجود دارند كه بعضي از اين حفرات داراي دهانه ي باريك بوده كه سرمنشأ ايجاد ترك در اين لوله شده‌اند. نتايج آناليزكوانتومتري حاكي از آن بود كه تركيب شيميايي اين آلياژ استاندارد بوده و لذا مشكلي در فرآيند فولادسازي آن نبوده است. ساختار ميكروسكوپي اين نمونه و مقايسه آن با ساختارهاي حاصل از عمليات حرارتي در دماها و زمان‌هاي مختلف نشان داد كه اين لوله در حين ساخت دمايي بالاتر از 1050 درجه سانتي‌گراد را تحمل كرده است، درحالي‌كه دماي مناسب آنيل فولاد سوپر داپلكس گريد S32750، 1050 درجه سانتي‌گراد تشخيص داده شد. همچنين اندازه¬گيري سختي به‌عنوان يكي از خواص مكانيكي فولاد نشان داد با افزايش دما و زمان عمليات حرارتي ميزان سختي فولاد افزايش مي‌يابد. اين در حالي است كه سختي نمونه لوله نسبت به نمونه‌هاي عمليات حرارتي شده بالاتر بود كه تاييد ديگري بر قرارگيري لوله در دماهاي بالاتر از 1050 درجه سانتي‌گراد در حين فرآيند ساخت است. تصاوير ميكروسكوپي الكتروني روبشي با بزرگنمايي بالا از نمونه لوله، رسوب ثانويه¬ي نيتريدكروم (Cr2N) در فاز فريت را نشان داد. رسوب نيتريد كروم منجر به تخليه عناصر كروم و نيتروژن از فاز فريت شده كه منجر به ايجاد حساسيت اين فاز به خوردگي حفره‌اي شده‌اند. از طرفي اين امر منجر به ايجاد استعداد خوردگي ترجيحي فاز فريت در مقابل فاز آستنيت در ساختار فولاد زنگ نزن سوپر داپلكس شده كه همين امر سبب گسترش سريع ترك از حفرات تشكيل‌شده در فاز فريت شده است. انجام آزمون¬هاي خوردگي بر روي نمونه‌هاي عمليات حرارتي شده در محلول‌ترش داخل مبدل در دماي 65 درجه سانتي گراد نشان داد كه نمونه‌اي كه در دماي 1050 درجه سانتي‌گراد به مدت 25 دقيقه عمليات حرارتي شده بود، بهترين مقاومت در برابر خوردگي حفره‌اي را دارد.

In this project, the cause of cracking of UNS S32750 (SAF 2507) super duplex stainless steel pipe in the overhead service environment of the distillation tower in the heat exchangers of esfahan oil refinery has been investigated. In this regard, metallography of a tube-shaped sample made of Super Duplex stainless steel grade UNS S32750 (SAF 2507) was performed from the surface and cross section. Optical microscopic images showed that there were a large number of inclusions and cavities on the surface and cross section of the sample, some of which were narrow cavities that were the source of cracks in the tube. The results of quantum analysis indicated that the chemical composition of this alloy was standard and therefore there was no problem in its steelmaking process. The microscopic structure of this sample and its comparison with structures resulting from heat treatment at different temperatures and times showed that the tube withstood temperatures above 1050 ° C during construction, while the proper annealing temperature of S32750 grade Super Duplex steel, was detected at 1050 ° C. Also, hardness measurement as one of the mechanical properties of steel showed that with increasing temperature and time of heat treatment, the amount of hardness of steel increases. This is while the hardness of the pipe sample was higher than the heat treatment samples, which is another confirmation of the pipe being at temperatures above 1050 ° C during the manufacturing process. High-magnification scanning electron microscopy of the tube sample showed secondary deposition of chromium nitride (Cr2N) in the ferrite phase. Deposition of chromium nitride leads to depletion of chromium and nitrogen elements from the ferrite phase, which leads to the susceptibility of this phase to pitting corrosion. On the other hand, this leads to the tendency of preferential corrosion of the ferrite phase over the austenite phase in the super duplex stainless steel structure, which has led to the rapid expansion of cracks in the cavities formed in the ferrite phase. Corrosion tests performed on heat-treated samples in a sour solution inside the converter at 65 ° C showed that the sample, which had been heat-treated for 25 minutes at 1050 ° C, had the best resistance to pitting corrosion.

محمد ژياني

كيوان رييسي

محمد محسن مومني، عبدالمجيد اسلامي