波紋管膨脹節(jié)作為一種良好的變形補償設(shè)備，目前在煉油廠催化裂化裝置(FCCU)、重油催化裂化裝置(RFCCU)及加氫等裝置中被廣泛應用。但近年來，隨著油品性質(zhì)與加工深度的改變，這些裝置中奧氏體不銹鋼制作的波紋管均多次發(fā)生破裂穿孔現(xiàn)象，使生產(chǎn)無法正常進行，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。在國內(nèi)外煉油廠FCCU中，發(fā)生腐蝕破壞最多的是提升管反應器以及煙機與油氣入口線上的膨脹節(jié)，對RFCCU，主要發(fā)生在高溫取熱爐和三旋入口處的膨脹節(jié)，對加氫裝置，主要發(fā)生在蒸汽線上的膨脹節(jié)。

1、運行調(diào)查及腐蝕失效原因分析

介質(zhì)中的油品中硫含量較高，催化劑與蒸汽中含有一些具有腐蝕性的Cl離子，對膨脹節(jié)裂口內(nèi)壁垢樣進行X射線能譜分析及裂紋晶像組織分析，得出：①膨脹節(jié)腐蝕主要是由于腐蝕性硫化物、Cl－、H2O與應力的存在，及其聯(lián)合作用的結(jié)果。②316、316l系列的奧氏體不銹鋼不耐濕態(tài)硫化物與應力共存的環(huán)境。

2、膨脹節(jié)的設(shè)計與改進

1）調(diào)整結(jié)構(gòu)降低應力波紋管應力主要集中在波峰與波谷處，采用雙層結(jié)構(gòu)，應適當減小壁厚，并采用多波段結(jié)構(gòu)和U型膨脹節(jié)曲率半徑大的波形，減少應力集中，顯著降低膨脹節(jié)波峰與波谷的工作應力值。對大直徑膨脹節(jié)，其壁厚也不宜太薄，最好是1～1.5mm，以免波紋管被腐蝕穿透。

2）隔離層改進為了降低波紋管的工作溫度，通常需要在膨脹節(jié)導流筒與波紋管之間填充纖維棉進行隔熱。但原纖維棉含氯，容易填充至波谷之間，在某些條件下，充當腐蝕性物質(zhì)與水的載體，造成腐蝕加劇。為此，將其設(shè)計為多層隔離型，選用不含氯的陶瓷纖維氈，采用不銹鋼薄板或網(wǎng)，將其完全與波紋管隔離，既避免纖維氈本身接觸波紋管造成腐蝕，又阻止運行介質(zhì)中腐蝕性物質(zhì)接觸或積聚于波紋管邊緣而造成腐蝕。

3）增加密封圈在導流筒與波紋管開口處增加密封圈，可以阻止腐蝕介質(zhì)入侵。對于密封圈，由于介質(zhì)溫度較高，需選用可耐1000℃高溫的碳纖維復合材料專門制作。

4）介質(zhì)流向和耐火層與導流筒結(jié)構(gòu)調(diào)整將膨脹節(jié)安裝方向定為所示方向，而介質(zhì)流向末端的結(jié)構(gòu)由直角方形改為流線斜型，則有利于介質(zhì)的流動，減少其停歇與積累，降低腐蝕。

5）增加外部保溫套在波紋管外部增加保溫套，可以延長停工時波紋管在露點溫度以上的時間，保持開工期間波紋管內(nèi)的溫度在酸的露點以上，減小腐蝕性介質(zhì)在此處凝結(jié)，另外還可以使波紋管承受緩慢的溫度變化，減少溫變應力的產(chǎn)生幅度，從而減輕腐蝕。為滿足波紋管移動的需要，保溫套最好裝在保溫罩上，與波紋管應有足夠的間隙，以上結(jié)構(gòu)說明見下圖：

3、膨脹節(jié)材質(zhì)選擇

縱觀膨脹節(jié)腐蝕，大多為氯離子及連多硫酸引起的孔蝕。而通常，奧氏體不銹鋼均具有連多硫酸SSCC的傾向，并且在Cl－環(huán)境下還極易產(chǎn)生穿晶型。煉油廠膨脹節(jié)材質(zhì)的耐蝕選擇，除了要求穩(wěn)定化處理，在700℃長期高溫下能抗H2S和Cl-的腐蝕以及冷至室溫后抗連多硫酸的腐蝕之外，同時還要具備抗蠕變失穩(wěn)以及疲勞破壞的能力。

4、改善運行介質(zhì)環(huán)境

避免腐蝕介質(zhì)在波紋管附近的積存與停留，確保波紋管干凈與干燥，可降低腐蝕。為此，在裝置停工時，通入冷卻蒸汽應由小到大，當膨脹節(jié)表面溫度至400℃時立即停止。停工后，再用壓縮風或氮氣吹掃冷卻膨脹節(jié)和清洗處理，去除腐蝕性介質(zhì)。

5、優(yōu)化設(shè)計

膨脹節(jié)的設(shè)計，現(xiàn)一般采用美國《EJMA》規(guī)定的試算法，按此方法得出的結(jié)果，實際上其最大許用壓力和壽命可能比設(shè)計值大許多而造成浪費。若采用優(yōu)化設(shè)計，在膨脹節(jié)的耐腐蝕設(shè)計中，，利用優(yōu)化軟件，確定最佳設(shè)計方案。

6、正確安裝與吊裝

膨脹節(jié)的安裝正確與否，對其疲勞壽命和管道系統(tǒng)的質(zhì)量影響很大。對復式膨脹節(jié)，尤其是水平布置的，應先安裝好固定支架，避免波紋管承受中間段質(zhì)量，而產(chǎn)生剪切力。膨脹節(jié)吊裝時應緩吊，不允許吊裝前拆松裝運螺栓。

煉油廠中的膨脹節(jié)破壞失效,主要原因是硫化物及氯與各種應力的聯(lián)合作用引起的SSCC。在膨脹節(jié)的設(shè)計中，通過對膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)調(diào)整、材料優(yōu)選、停工保護、合理制造、正確安裝及優(yōu)化設(shè)計等項措施以后，我廠設(shè)計制造的新型膨脹節(jié)的耐蝕性能大為提高，完全可以滿足生產(chǎn)的需要。