热交换器需要定期维护

在检查和维修热交换器蒸汽鼓时，发现蒸汽鼓头泄漏，并且在蒸汽鼓头的阀头的角焊缝处出现裂纹，且该裂纹与焊缝平行。使用宏观形态分析，化学成分分析，金相检查，显微硬度测定，能谱分析和应力分析等方法对泄漏进行了分析。结果表明，汽包中的水质含有较高浓度的碱性元素和强腐蚀性元素，如氯，硫，氧等，在焊接残余应力的作用下发生应力腐蚀开裂，导致蒸汽鼓头泄漏。某化工厂于1996年开始使用应力腐蚀，晶间，碱脆，带状结构的换热器汽包，2005年上半年维修时发现渗漏。去除外保温材料后，发现蒸汽鼓头盖板的角焊缝处有裂纹。裂纹渗透并从蒸汽鼓头的内表面开始。热交换器的外部尺寸为1632mm9423mm。蒸汽鼓头的形状尺寸为1632mm400mm，蒸汽鼓头的材料为16MnR钢。通常情况下，将蒸汽桶水平放置，下部为水，上部为过热蒸汽，温度约为200，内部压力约为0.8MPa。转鼓中水质的技术值是pH 911，实际测试值是pH约11。pH值主要通过添加苛性钠来调节。 nbspnbspnbspnbspnbsp1物理和化学检查nbspnbspnbspnbspnbsp1.1平行于焊缝的宏观检查以采集裂纹样品。裂纹贯穿部的裂纹面的外观。可以看出，裂纹的破裂表面严重生锈，并且生锈程度与焊接表面几乎相同。它覆盖着厚厚的腐蚀产物层。垂直于焊缝采集裂纹样品。经过研磨，腐蚀和检查后，可以发现裂纹起源于焊接热影响区的焊接熔合线，并且出现了分叉。理化检查物理量王蓉：换热器鼓头泄漏的原因分析nbspnbspnbspnbsp1.2化学成分分析分析了裂纹处的贱金属样品的化学成分，并对基体的化学成分进行了分析。金属符合技术要求。 1.3除了较厚的主裂纹外，在主裂纹的两侧还划分了几个小裂纹，这些小裂纹中充满了灰色氧化物。氧化物是低碳钢应力腐蚀开裂的典型形态样本。腐蚀后，可见裂纹起源于焊接热影响区的焊接熔合线。裂纹尖端变钝，裂纹沿着晶体传播，内部充满了灰色的氧化物。裂纹处的焊接组织为条状和板状铁素体nbsp珠光体。裂纹处的母材的显微组织是呈带状分布的铁素体nbsp珠光体。根据GB / T13299-1991的等级表A3中的B系列，铁素体能带组织的等级为5，根据GB / T6394-2002的等级表I中的等级，铁素体晶粒尺寸和基体晶粒远离裂缝的材料的硬度为10级。1.4显微硬度的测定测量了靠近裂纹的热影响区，焊缝和远离裂纹的母材的显微硬度。结果表明，热影响区是显微硬度检查的结果。硬度高于母材和远离裂纹的焊缝。 1.5分析裂纹中的腐蚀产物，前者含有（质量分数，下同）项目实际测量值理化检验物理量王荣：换热器汽包机头泄漏原因分析铁和硅，裂纹分析中的灰色氧化物的能谱为2.6O，主要元素为铁，氧等。从半定量分析结果EDAX能量光谱仪对裂纹中的腐蚀产物，除较高含量的钠，钙和其他碱性元素外，该产品还具有较高含量的强腐蚀性元素氧，硫和氯，其主要成分小裂纹内部的灰色氧化物是铁和氧。 nbspnbspnbspnbsp2结果与分析从裂纹的宏观形态上看，裂纹均起源于汽包内表面的热影响区，裂纹被严重腐蚀，裂纹附近的母材成分符合技术要求，在主裂纹旁边有一些小裂纹，其形态类似于干燥的树根，在裂纹的侧面和裂纹尖端处有大量的灰色氧化物，裂纹起源于焊接热的熔合线受影响的区域并沿晶体传播。裂纹起源的显微组织为低碳马氏体nbsp壳。奥氏体，焊缝和母材组织正常，母材晶粒细小，裂纹附近的焊接热影响区的硬度较高。与焊缝和母材相比，裂纹内部的腐蚀产物含有更高的碱度（例如钠和钙元素）和强腐蚀性元素（例如硫，氯和氧）。根据以上检查结果，认为在蒸汽鼓头的角焊缝处的裂纹性质是应力腐蚀裂纹。应力腐蚀损伤的发生通常具有较长或较短的潜伏期。在使用蒸汽鼓头期间，液体介质中的碱浓度经常发生变化。能谱分析结果表明，腐蚀产物同时含有氯和硫。该元素表示液体介质在一定时期内可能呈酸性，并且蒸汽鼓头本身相对较厚，因此在十多年后会发生破裂和泄漏。应力腐蚀的基本条件是应力和腐蚀环境。焊接过程中，焊接残余应力存在于焊缝的热影响区。该应力有时会超过材料s的屈服强度。在苛性钠腐蚀环境中容易发生应力腐蚀。从金相检查的结果来看，裂纹起点处的组织与裂纹尖端处的组织相差很大，显微硬度也高于贱金属区。这种差异是由焊接过程引起的。焊接经历了一系列复杂的非平衡物理和化学过程，从而导致缺陷，例如化学元素分布不均匀，粗大晶粒以及焊缝和热影响区的结构偏析，从而导致焊缝处残留的焊缝增多应力和组织应力会使耐蚀性降低，而作为应力腐蚀敏感部分的碱溶液中的金属的应力腐蚀开裂称为碱脆性。几乎所有氢氧化钠浓度高于5的碳钢都可能产生碱脆性。碳钢通常会在蒸汽系统（特别是低压蒸汽）和热水系统中遭受溶解氧的腐蚀，温度在80250之间很严重。根据故障部件的实际工作条件，它恰好是理想状态低碳钢的应力腐蚀。 。一般认为，苛性钠中碳钢的应力腐蚀开裂机理是由阳极的溶解引起的。裂纹模式为晶间形式。其反应式为：Fenbsp4OH2，反应结果为在表面形成氧化铁保护膜。应力会损坏薄膜，然后使用钝化剂修复薄膜。当膜被破坏并在动态平衡状态下被修复时，发生阳极溶解型应力腐蚀开裂。焊接区域的表面粗糙度差，间隙和死角的存在为有害物质（如OH等）的浓缩提供了条件，从而电化学满足了应力腐蚀条件。在大多数情况下，焊接区域的电势低，并且由于选择性溶解，焊接金属会迅速腐蚀。至于焊接接头，由于焊缝较大即使焊缝和母材的化学成分相同，组织，夹杂物和残留焊接应力也很大，并且焊缝的电势通常低于母材的电势，这会导致焊缝被腐蚀第一。 3结论汽包中的液体介质含有较高浓度的碱性元素和强腐蚀物，例如氯，硫和氧元素，并且在焊接残余应力的作用下会发生应力腐蚀开裂，从而导致汽包泄漏。头。