講述鈦材螺旋板換熱器管板出現(xiàn)裂紋的原因

鈦材螺旋板換熱器的管板內(nèi)存在帶狀組織夾雜物等缺陷. 由于溫差應(yīng)力、制造應(yīng)力、工作應(yīng)力、殘余應(yīng)力下造成管板內(nèi)有很大的應(yīng)力.
通過(guò)對(duì)腐蝕產(chǎn)物分析表明管板出現(xiàn)裂紋時(shí),管程中的油品進(jìn)入到裂紋當(dāng)中進(jìn)一步加速了腐蝕的發(fā)生.
1、管板材料 管板采用20r鍛造處理,管板的直徑為鈦材螺旋板換熱器1.5m,管板厚為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,且管板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(huán)向及徑向從管束開始向管板延伸.
2、腐蝕介質(zhì) 腐蝕物中主要含有fe、al、c、s、si、o、cu. 其中fe、cu主要來(lái)源于鋼材本身. c和s來(lái)源不銹鋼螺旋板換熱器于油品中,o、si、al來(lái)自硅鋁酸鹽裂化催化劑. 如果管板開裂,管程中的油品進(jìn)入到裂紋當(dāng)中,會(huì)產(chǎn)生較大的腐蝕作用.
3、管板組織鈦材螺旋板換熱器的管板斷口平整,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(fā)散,尾部尖銳,瞬斷區(qū)的宏觀斷口平整,外觀比較清晰. 裂紋宏觀形貌具有應(yīng)不銹鋼螺旋板換熱器力腐蝕裂紋的典型形貌特征.
4、斷口及腐蝕產(chǎn)物,使用掃描電鏡對(duì)斷口進(jìn)行掃描觀察,它的平面是斷裂單元,在裂紋擴(kuò)展區(qū),裂縫起源于晶粒內(nèi)的非金屬夾雜物或硬質(zhì)點(diǎn),斷口微觀形貌如河流花樣一般從小中心向四周擴(kuò)展,形態(tài)短而彎曲,支流較少,且擴(kuò)展連續(xù).
5、應(yīng)力腐蝕,當(dāng)鈦材螺旋板換熱器的管板在應(yīng)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(nèi)外溶液不容易對(duì)流和擴(kuò)散. 由于裂紋內(nèi)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(nèi),形成腐蝕性酸,使裂紋內(nèi)腐蝕以自催化方式繼續(xù)進(jìn)行.