石油裂化用管在哪些场景下容易损坏 ？

石油裂化用管是炼化行业实现原油轻质化、生产汽油、柴油等产品的核心设备部件，主要应用于催化裂化、加氢裂化等关键装置。其服役环境兼具高温、高压、强腐蚀及介质冲刷等多重严苛特性，不同工况下的应力与介质作用机制存在差异，导致管材在特定场景下易出现损坏失效。深入剖析这些易损坏场景及内在原因，对预防故障、延长管材寿命具有重要意义。

一、高温循环工况：热应力引发的疲劳损坏

高温是石油裂化过程的核心工艺要求，而频繁的开停工及工况调整导致的温度波动，是管材疲劳损坏的主要诱因，该场景在催化裂化装置的反应再生系统尤为典型。

裂化反应需在400-700℃的高温环境下进行，而装置开停工时，管材温度会从常温快速升至高温，停工时又急剧冷却，这种周期性的温度变化会使管材产生交替的热膨胀与收缩。由于管材各部位受热不均，如法兰与管体连接处、弯头部位的散热速度不同，易形成局部热应力集中。长期反复的热应力作用下，管材表面会逐渐出现微小裂纹，裂纹不断扩展后导致泄漏或断裂。此外，高温环境会加速管材的晶间腐蚀，使晶粒间结合力下降，进一步降低管材的抗疲劳性能，缩短疲劳损坏周期。

二、腐蚀介质浸润：多类型腐蚀导致的材质劣化

石油裂化过程中产生的酸性介质、硫化物及氢介质，会对管材形成多维度腐蚀攻击，在加氢裂化装置的反应区、分馏塔进料管等场景尤为突出，是管材损坏的主要原因之一。

酸性腐蚀主要源于裂化反应生成的HCl、H₂S等酸性物质，这些物质与工艺介质中的水分结合形成酸性溶液，对管材进行均匀腐蚀或局部点蚀。均匀腐蚀会使管壁厚度逐渐减薄，当厚度低于安全阈值时即发生泄漏；点蚀则会在管材表面形成微小凹坑，凹坑底部应力集中，易发展为穿透性裂纹。氢损伤也是关键腐蚀形式，氢气在高温高压下会渗透进入管材内部，与钢材中的碳元素结合形成甲烷气体，甲烷无法逸出时会在晶粒间聚集形成高压，导致管材出现氢致开裂或氢鼓包。同时，硫化物会引发硫化物应力腐蚀开裂，尤其在低温湿硫化氢环境中，管材的抗裂性能会大幅下降。

三、高速介质冲刷：机械磨损引发的壁厚减薄

石油裂化过程中，携带催化剂颗粒、焦粉等固体杂质的高速介质，会对管材内壁形成强烈冲刷，在流速突变部位易造成机械磨损损坏，常见于催化裂化装置的提升管、旋风分离器入口管等场景。

为保证反应效率，裂化装置内的工艺介质流速通常较高，部分场景流速可达10-20m/s，介质中携带的催化剂颗粒（粒径多为20-100μm）具有较强的研磨性。当介质流经管材弯头、三通、变径管等部位时，流速方向或流速大小发生突变，固体颗粒会对管壁形成冲击和滑动摩擦。长期冲刷下，这些部位的管壁会逐渐减薄，形成“冲刷凹槽”，严重时会导致管壁穿孔。此外，冲刷会破坏管材内壁的氧化膜或防腐涂层，暴露的新鲜金属表面会加速腐蚀进程，形成“冲刷-腐蚀”协同作用，进一步加剧管材损坏。

四、应力集中部位：结构缺陷引发的局部失效

管材的焊接接头、法兰连接、弯头及壁厚突变处等结构薄弱部位，易因应力集中导致局部损坏，该场景在各类裂化装置的管道系统中均可能出现，且损坏后果往往较为严重。

焊接接头是管道系统的常见薄弱环节，焊接过程中若存在未焊透、夹渣、气孔等缺陷，会导致接头部位的力学性能下降，在高温高压工况下易成为损坏起点。同时，焊接残余应力与服役过程中的工作应力叠加，会使接头部位的应力水平远超管材本体，引发应力腐蚀开裂。弯头部位因几何形状变化，在受力时会产生较大的弯曲应力，叠加介质冲刷和腐蚀作用，易出现裂纹或壁厚减薄。法兰连接部位若密封面贴合不严，会导致介质泄漏腐蚀法兰及螺栓，同时泄漏的高温介质会烘烤管体，引发局部损坏。

综上，石油裂化用管的易损坏场景与工艺工况、介质特性及管材结构密切相关，高温疲劳、多类型腐蚀、高速冲刷及应力集中是导致损坏的核心因素。实际生产中，需针对这些关键场景，通过选用耐蚀耐高温材质、优化管道结构设计、加强定期检测等措施，降低损坏风险，保障裂化装置的安全稳定运行。