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不锈钢换热管应力腐蚀开裂的原因分析

编辑:连云港元立环保设备制造有限公司时间:2018-09-17

    不锈钢换热管该换热器换热管资料为0Cr18Ni9不锈钢,为应力腐蚀灵敏原料,其腐蚀开裂与氯离子浓度、换热管制作安装的剩余应力及运转构成的温差热应力、热端高温环境的诱导效果、以及焊接加工可能形成的资料轻度敏化有关。

    奥氏体型不锈钢对氯离子的应力腐蚀十分灵敏,少数的氯离子就有可能导致奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂。一般随氯离子含量升高,奥氏体不锈钢发作应力腐蚀开裂的灵敏性添加。有研讨标明低硬度循环水环境下,氯离子浓度达300mg/L左右时,0Cr18Ni9不锈钢的应力腐蚀灵敏性较高,应力腐蚀开展较快。该失效换热器,其循环回水总管中水的氯离子含量高达395mg/L。该换热器裂纹发作在换热管进口端,换热管与上管板结合处管壁温度较高,加上缝隙内水活动不畅,易发作水汽化浓缩,氯离子进一步富集,因而该处为应力腐蚀灵敏区。

    换热器在制作换热管管口与管板焊接后没有进行热处理,这使换热管存在必定的剩余应力。NMP蒸气由上部接收进入换热管,运转过程中换热管入口处NMP蒸气温度超越200℃;而换热器壳程循环冷却水出水温度低于70℃。因而,换热管在上管板厚度段的温差改变较大,这会发作必定的热应力。

    该换热器换热管与管板原料均为0Cr18Ni9不锈钢,为应力腐蚀灵敏原料。管板与换热管焊接衔接时,接连作业可能会形成管板与换热管结合段散热不充分,中心区部分温度较高,形成奥氏体不锈钢的细微敏化。因为尺度较大、结构杂乱,焊后热处理难以操控,该换热管管口与管板焊接后没有进行焊后热处理。敏化状态下的奥氏体不锈钢处于高氯离子含量的循环水中,极易发作应力腐蚀开裂。该换热器管制发作走漏的管子,正好是中心区管板结合段。

    温度是影响化学反应速率的重要因素。在氯离子和拉应力存在的情况下,温度较低时,奥氏体不锈钢应力腐蚀不明显;温度升高,其应力腐蚀速率加速。有研讨发现,轻度敏化的0Cr18Ni9不锈钢在0.2mg/L溶解氧的水中,200℃温度区间时应力腐蚀速率到达峰值。该失效换热器换热管进口处NMP温度超越203℃,处于应力腐蚀的灵敏温度区;热端循环冷却水出水溶解氧含量检测值超越0.5mg/L,阐明换热器内与换热管触摸的循环水溶解氧含量较高,对应力腐蚀的发作也有必定的促进效果。该换热器换热管腐蚀开裂段正是处于上管板管孔内温度较高的一段,而其他部位未发现腐蚀开裂问题。

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