某鍋爐混合減溫器入口端K 型熱電偶失效斷裂分析

陳麗娟，王彥軍，覃清鈺，李 原，韋博鑫

(1.新疆大學化工學院，新疆 烏魯木齊 830046；2.中國石化塔河煉化有限責任公司，新疆 庫車 842000；3.中國科學院金屬研究所，遼寧 沈陽 110014；4.長治醫學院生物醫學工程系，山西 長治 046013)

0 前 言

溫度是石油和化工生產運行中的一個重要控制參數，各種高溫高壓石化裝備均需要利用熱電偶來檢測裝置內部溫度。面對復雜苛刻的化工生產工藝條件約束，為了適應其高溫、高壓、易燃易爆等高危環境，且保證在不停工停產的條件下進行維修和更換，利用套管式熱電偶進行測量更加可靠__[1]。為了保證承壓設備的密封性和防止測溫元件腐蝕和磨損，一般采用將溫度計插入套管中，溫度計套管與測溫流體直接接觸，測溫元件通過感受套管末端溫度來測量流體實際溫度。然而，在實際服役環境中，熱電偶套管需承受高溫、腐蝕、磨損、載荷和沖刷等多因素耦合作用，容易發生失效[2-4]。2021 年11 月，中國石化塔河煉化某鍋爐混合減溫器入口端K 型熱電偶(TI8029A)套管發生開裂導致漏汽。為了分析其斷裂原因，本工作從材料分析和服役環境角度對套管斷裂進行了綜合失效剖析，提出了合理的解決方法，避免此類事故再次發生，同時為該類同服役環境下熱電偶套管防護與評價提供指導。

1 熱電偶服役工況

2021 年11 月，某鍋爐混合減溫器入口端K 型熱電偶絲扣處漏汽，該熱電偶具體服役環境參數如下:管線尺寸為DN 400 mm，介質為過熱蒸汽，過熱蒸汽密度為13.88 kg/m3，流量為70 000 kg/h，工況壓力為3.8～4.0 MPa，工況溫度為400 ℃，介質流速為11.15 m/s。……