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分析螺旋板換熱器管板出現裂紋的原因

發布時間:2022-03-21  作者:admin

       螺旋板換熱器的管板內存在帶狀組織夾雜物等缺陷。由于溫差應力、制造應力、工作應力、殘余應力下造成管板內有很大的應力。通過對腐蝕產物分析表明管板出現裂紋時,管程中的油品進入到裂紋當中進一步加速了腐蝕的發生。
       1、管板材料
       管板采用20R鍛造處理,直徑為1.5m,厚為200mm,管板與管子的連接采用脹接后焊接。一般管板上有許多條裂紋,且上半部裂紋比較集中。裂紋多起源于管板與管束接頭間隙處,裂紋呈環向及徑向從管束開始向管板延伸。
       2、腐蝕介質
       腐蝕物中主要含有Fe、Al、C、S、Si、O、Cu。其中Fe、Cu主要來源于鋼材本身。C和S來源于油品中,O、Si、Al來自硅鋁酸鹽裂化催化劑。如果螺旋板換熱器管板開裂,管程中的油品進入到裂紋當中,會產生較大的腐蝕作用。
       3、管板組織
       管板斷口平整,顏色灰暗,沒有塑性變形,屬于脆性斷裂。裂紋起源于溝槽處,呈樹枝狀向外發散,尾部尖銳,瞬斷區的宏觀斷口平整,外觀比較清晰。裂紋宏觀形貌具有應力腐蝕裂紋的典型形貌特征。
       4、斷口及腐蝕產物
       使用掃描電鏡對斷口進行掃描觀察,它的平面是斷裂單元,在裂紋擴展區,裂縫起源于晶粒內的非金屬夾雜物或硬質點,斷口微觀形貌如河流花樣一般從小中心向四周擴展,形態短而彎曲,支流較少,且擴展連續。管板微觀裂紋形貌為樹枝狀分枝,裂紋尾部尖銳,裂紋多以穿過晶界為主,伴隨著少量的沿晶,說明斷裂接近應力腐蝕斷裂。
       5、應力腐蝕
       當螺旋板換熱器管板在應力作用下,金屬表面的缺陷處或夾雜物形成微裂紋源,孔隙內外溶液不容易對流和擴散。由于裂紋內金屬離子和氫離子增多,為了維持電中性,裂紋外的硫陰離子移至縫內,形成腐蝕性酸,使裂紋內腐蝕以自催化方式繼續進行。
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