螺旋板式换热器
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分析导致螺旋板式换热器器的管板失效的原因

发布时间:2021-12-25  作者:admin

       1、管板材料
       管板采用20R锻造,管板直径1.5m,管板厚度200mm。管板与管子的连接在胀接后进行焊接。螺旋板式换热器管板一般存在多处裂纹,管板的裂纹比较集中在上半部。裂纹主要发生在管板与管束接头的间隙处。裂纹从管束向管板呈环形和径向扩展。
       2、腐蚀介质
       腐蚀性物质主要含有Fe,Al,C,S,Si,O和Cu。其中,Fe和Cu主要来源于钢本身。C和S衍生自油,O,Si和Al衍生自硅铝酸盐裂化催化剂。如果管板破裂,管中的油会进入裂缝并产生很大的腐蚀作用。
       3、管板组织
       螺旋板式换热器的管板具有扁平的断裂,颜色为灰色,没有塑性变形,这是脆性断裂。裂缝起源于凹槽并以树枝状形状向外发散。尾部尖锐,瞬断层带的宏观断裂平整,外观清晰。裂纹的宏观形态具有应力腐蚀开裂的典型形态特征。
       4、断裂和腐蚀产物
       用扫描电子显微镜对断裂进行扫描,显示其平面为断裂单元,在裂纹扩展带中,裂纹源于非夹杂物或晶粒中的一个硬点,断裂形态如河纹一样是从中心向周围区域扩展,短而弯曲,支流较少,连续扩展,螺旋板式换热器板的形态主要是树枝状分枝,裂纹尾部尖锐;裂纹形态主要是由晶粒形成的,伴随着少量的沿晶,说明断裂接近应力腐蚀断裂。
       5、应力腐蚀
       当管板处于应力下时,金属表面上的缺陷或夹杂物形成微裂纹源,并且孔内外的溶液不易对流和扩散。由于裂缝中金属离子和氢离子的增加,为了保持电中性,裂纹外的硫阴离子进入狭缝形成腐蚀性酸,使裂纹里面腐蚀以自催化方式继续。
       螺旋板式换热器板存在带状夹杂等缺陷。由于温差应力、制造应力、工作应力和残余应力的存在,管板中存在大量残余的应力。腐蚀产物分析表明,当管板出现裂纹时,管道中的油进入裂纹中,进一步加速了腐蚀。
 
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