热交换器需要定期维护

在换热器汽包维护​​过程中，发现汽包机头泄漏，汽包机头阀盖角焊缝处出现裂纹，且该裂纹与焊缝平行。通过宏观形态分析，化学成分分析，金相检查，显微硬度测量，能谱分析和应力分析对泄漏进行了分析。结果表明，汽包中的水含有较高浓度的碱性元素和强腐蚀性元素，例如氯，硫和氧，并且在焊接残余应力的作用下会发生应力腐蚀开裂，从而导致头部泄漏。的蒸汽桶。应力腐蚀，晶间，碱脆，轧制带结构1996年，一家化工厂的换热器转鼓投入使用，2005年上半年在维护和修理过程中发现渗漏。除去外保温材料后，发现蒸汽鼓头盖板的角焊缝位置有裂纹。裂纹渗透并从蒸汽鼓头的内表面产生。热交换器的外部尺寸为1632mm9423mm。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，下半部分为水，上半部分为过热蒸汽，温度约为200，内部压力约为0.8MPa。汽包中水质的技术要求是pH 911，实际测试值为pH约为11，主要通过添加苛性钠来调节pH。物理和化学检查nbspnbspnbspnbspnbspnbspnbsp1.1宏观检查与焊缝平行，以获取裂纹样本。对于裂纹贯穿部分的裂纹表面的形态，可以看出，裂纹表面被严重腐蚀，并且其腐蚀程度几乎与焊接表面的腐蚀程度相当，并覆盖有厚的腐蚀产物层。磨削，抛光和腐蚀后的检查表明，裂纹起源于焊接热影响区中的焊接熔合线，并且存在分叉。理化检验物理科王蓉：换热器汽包汽缸盖漏水原因分析1.2化学成分分析分析裂缝处取样的基础材料的化学成分，并对基础材料的化学成分进行分析。符合技术要求。 1.3除较厚的主裂纹外，主裂纹的两侧还有几个小裂纹，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裂纹的典型形态。腐蚀后，可以看出裂纹起源于焊接热影响区的焊接熔合线，裂纹尖端相对钝，裂纹沿晶体传播，内部充满灰色氧化物。裂纹处的焊接结构为条状，片状铁素体和珠光体。裂纹处的贱金属的显微组织是呈带状分布的铁素体和珠光体。根据GB / T13299-1991等级图A3中的B系列，将铁素体能带结构评定为5级，根据GB / T6394-2002等级图I来评定铁素体晶粒尺寸，远离铁素体晶粒。断裂处的基材。 ，级别10。1.4显微硬度的测量测量了裂纹附近，焊缝和远离裂纹的基材的热影响区的显微硬度。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。前者包含（质量分数，下同）项目的测量值。理化检验物理科王荣：换热器鼓头泄漏原因分析。铁和硅，裂纹分析中的灰色氧化物为2.60，其主要元素为铁，氧等。根据EDAX能量谱仪对裂缝中腐蚀产物的半定量分析结果，此外还有钠和钙等碱性元素的含量较高，还含有较高含量的高腐蚀性元素，例如氧，硫和氯。小裂纹内部的灰色氧化物的主要成分是铁和氧。 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，靠近裂纹的基材成分符合技术要求。要求下，主裂纹旁有一些小裂纹，其形态像一棵枯死的树根，裂纹侧和裂纹尖端处有大量的灰色氧化物，裂纹起源于焊接热的焊接熔合线。影响区并沿晶体延伸，裂纹起点的显微组织是低碳马氏体。焊缝和母材组织正常，母材组织良好，裂纹附近焊缝热影响区的硬度高于焊缝和母材及其内部腐蚀产物裂纹含有较高的碱，例如钠和钙元素，以及高度腐蚀性的元素，例如硫，氯和氧。根据以上检查结果，可以认为蒸汽鼓头的角焊缝处的裂纹是应力腐蚀裂纹。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。此元素表明液体介质在一定时期内可能呈酸性，并且蒸汽鼓的头部相对较厚，因此破裂和泄漏花费了十多年的时间。发生应力腐蚀的基本条件是应力和腐蚀环境。在焊接过程中，焊缝的热影响区存在焊接残余应力。该应力有时会超过材料的屈服强度s。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，裂纹起点处的结构与裂纹尖端处的结构之间存在很大差异，并且显微硬度也高于母材区域。这种差异是由焊接过程引起的。焊接经历了一系列复杂且不平衡的物理和化学过程，导致化学元素在焊缝和热影响区的分布不均匀，粗大晶粒和微观结构偏析，从而导致焊接接头处残留大量焊渣。应力和组织应力会降低耐腐蚀性，并成为应力腐蚀的敏感部分。金属在碱溶液中的应力腐蚀开裂称为碱脆化。几乎所有氢氧化钠浓度高于5的碳钢都可能发生碱脆性。碳钢通常在蒸汽系统（尤其是低压蒸汽）和热水系统中受到溶解氧的腐蚀。温度在80到250之间。根据失效零件的实际工作条件，它只是低碳钢应力腐蚀的理想状态。 。一般认为，苛性钠中碳钢的应力腐蚀开裂机理是由阳极溶解引起的，开裂形式沿晶型发生，反应式为：Fenbsp4OH2，反应结果是形成保护性的。表面的三氧化二铁膜。膜由于应力而损坏，然后进行钝化以修复膜。当膜的损坏和修复处于动态平衡状态时，会发生阳极溶解的应力腐蚀开裂。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，从而满足了电化学中的应力腐蚀条件。在大多数情况下，焊接区域的电势较低，并且由于选择性溶解，焊接金属会迅速腐蚀。就焊接接头而言，由于焊接结构粗糙，夹杂物多，并且即使存在焊缝，也存在焊接残余应力。母材的化学成分相同，且钨的电位焊缝通常比贱金属的焊缝低，这导致焊缝首先被腐蚀。 3结论汽包中的液体介质含有较高浓度的碱性元素和强烈的腐蚀物质，例如氯，硫和氧。在焊接残余应力的作用下，性元素应力腐蚀开裂发生，然后蒸汽鼓头泄漏。