為何螺旋板式換熱器的管板會失效

2023-05-28 14:30:42

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為何螺旋板式換熱器的管板會失效

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1、管板材料。

管板采用20R鍛造，管板直徑1.5m，管板厚度200mm。管板與管子的連接在脹接后進行焊接。螺旋板式換熱器的管板一般存在多處裂紋，管板的裂紋比較集中在上半部。裂紋主要發(fā)生在管板與管束接頭的間隙處。裂紋從管束向管板呈環(huán)形和徑向擴展。

2、腐蝕介質(zhì)。

腐蝕性物質(zhì)主要含有Fe，Al，C，S，Si，O和Cu。其中，F(xiàn)e和Cu主要來源于鋼本身。C和S衍生自油，O，Si和Al衍生自硅鋁酸鹽裂化催化劑。如果管板破裂，管中的油會進入裂縫并產(chǎn)生很大的腐蝕作用。

3、管板組織。

管板具有扁平的斷裂，顏色為灰色，沒有塑性變形，這是脆性斷裂。裂縫起源于凹槽并以樹枝狀形狀向外發(fā)散。尾部尖銳，瞬斷層帶的宏觀斷裂平整，外觀清晰。裂紋的宏觀形態(tài)具有應力腐蝕開裂的典型形態(tài)特征。

4、斷裂和腐蝕產(chǎn)物。

用掃描電子顯微鏡對斷裂進行掃描，顯示其平面為斷裂單元，在裂紋擴展帶中，裂紋源于非夾雜物或晶粒中的一個硬點，斷裂形態(tài)如河紋一樣是從中心向周圍區(qū)域擴展，短而彎曲，支流較少，連續(xù)擴展，螺旋板式換熱器的管板的形態(tài)主要是樹枝狀分枝，裂紋尾部尖銳；裂紋形態(tài)主要是由晶粒形成的，伴隨著少量的沿晶，說明斷裂接近應力腐蝕斷裂。

5、應力腐蝕。

當管板處于應力下時，金屬表面上的缺陷或夾雜物形成微裂紋源，并且孔內(nèi)外的溶液不易對流和擴散。由于裂縫中金屬離子和氫離子的增加，為了保持電中性，裂紋外的硫陰離子進入狹縫形成腐蝕性酸，使裂紋內(nèi)部腐蝕以自催化方式繼續(xù)。

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