讲述钛材螺旋板换热器管板出现裂纹的原因

钛材螺旋板换热器的管板内存在带状组织夹杂物等缺陷. 由于温差应力、制造应力、工作应力、残余应力下造成管板内有很大的应力.
通过对腐蚀产物分析表明管板出现裂纹时,管程中的油品进入到裂纹当中进一步加速了腐蚀的发生.
1、管板材料  管板采用20R锻造处理,管板的直径为钛材螺旋板换热器1.5m,管板厚为200mm,管板与管子的连接采用胀接后焊接. 一般管板上有许多条裂纹,且管板上半部裂纹比较集中. 裂纹多起源于管板与管束接头间隙处,裂纹呈环向及径向从管束开始向管板延伸.
2、腐蚀介质  腐蚀物中主要含有Fe、Al、C、S、Si、O、Cu. 其中Fe、Cu主要来源于钢材本身. C和S来源不锈钢螺旋板换热器于油品中,O、Si、Al来自硅铝酸盐裂化催化剂. 如果管板开裂,管程中的油品进入到裂纹当中,会产生较大的腐蚀作用.
3、管板组织钛材螺旋板换热器的管板断口平整,颜色灰暗,没有塑性变形,属于脆性断裂. 裂纹起源于沟槽处,呈树枝状向外发散,尾部尖锐,瞬断区的宏观断口平整,外观比较清晰. 裂纹宏观形貌具有应不锈钢螺旋板换热器力腐蚀裂纹的典型形貌特征.
4、断口及腐蚀产物,使用扫描电镜对断口进行扫描观察,它的平面是断裂单元,在裂纹扩展区,裂缝起源于晶粒内的非金属夹杂物或硬质点,断口微观形貌如河流花样一般从小中心向四周扩展,形态短而弯曲,支流较少,且扩展连续.
5、应力腐蚀,当钛材螺旋板换热器的管板在应力作用下,金属表面的缺陷处或夹杂物形成微裂纹源,孔隙内外溶液不容易对流和扩散. 由于裂纹内金属离子和氢离子增多,为了维持电中性,裂纹外的硫阴离子移至缝内,形成腐蚀性酸,使裂纹内腐蚀以自催化方式继续进行.
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