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哪些原因會(huì)讓螺旋板式換熱器的管板失效

1.管板材料 管板和管道之間的連接應(yīng)在膨脹后焊接。螺旋板式換熱器管板存在大量裂紋,裂紋集中在上部。裂紋主要發(fā)生在管板和管束接頭之間的間隙。裂紋以環(huán)形和徑向方式從管束延伸至管板。

 1.管板材料

管板和管道之間的連接應(yīng)在膨脹后焊接。螺旋板式換熱器管板存在大量裂紋,裂紋集中在上部。裂紋主要發(fā)生在管板和管束接頭之間的間隙。裂紋以環(huán)形和徑向方式從管束延伸至管板。

2.腐蝕性介質(zhì)

腐蝕性物質(zhì)主要包括鐵、鋁、碳、硫、硅、氧和銅。其中,鐵和銅主要來(lái)自鋼本身。碳和硫來(lái)自石油、氧、硅,鋁來(lái)自硅鋁酸鹽裂化催化劑。如果管板破裂,管中的油將進(jìn)入裂紋并造成嚴(yán)重腐蝕。

3.管板組織

管板斷口平坦,呈灰色,無(wú)塑性變形,脆性斷裂。裂紋起源于凹槽,并向外擴(kuò)展。尾巴尖,瞬時(shí)斷裂帶宏觀形態(tài)平直清晰。裂紋的宏觀形貌是典型的應(yīng)力腐蝕裂紋。

4.斷裂和腐蝕產(chǎn)物

用掃描電子顯微鏡掃描斷口,發(fā)現(xiàn)其平面是一個(gè)斷裂單元。在裂紋擴(kuò)展區(qū),裂紋起源于非夾雜物或晶粒中的硬點(diǎn)。斷層的形狀像一條河流,從中心向外圍延伸,短而彎曲,支流少,不斷擴(kuò)張。螺旋板式換熱器管的形狀主要為樹(shù)枝狀,裂紋尾部尖銳。裂紋形態(tài)以晶粒為主,有少量沿晶裂紋,表明斷口接近應(yīng)力腐蝕斷口。

5.金屬過(guò)度應(yīng)力引起的腐蝕

當(dāng)管狀體受到應(yīng)力時(shí),金屬表面的缺陷或夾雜物形成微裂紋源,孔內(nèi)外的溶液不易對(duì)流擴(kuò)散。由于裂紋中金屬離子和氫離子的增加,裂紋外的硫陰離子進(jìn)入狹縫形成腐蝕性酸,以保持電中性,因此裂紋中的腐蝕以自催化方式繼續(xù)。

螺旋板式換熱器管板存在帶狀?yuàn)A雜等缺陷。由于溫差應(yīng)力、制造應(yīng)力、工作應(yīng)力和殘余應(yīng)力的存在,管板中存在大量的殘余應(yīng)力。腐蝕產(chǎn)物分析表明,當(dāng)管板開(kāi)裂時(shí),管道中的油進(jìn)入裂縫,進(jìn)一步加速腐蝕。


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