講述鈦材螺旋板換熱器管板出現(xiàn)裂紋的原因

鈦材螺旋板換熱器的管板內(nèi)存在帶狀組織夾雜物等缺陷. 由于溫差應力、制造應力、工作應力、殘余應力下造成管板內(nèi)有很大的應力.
通過對腐蝕產(chǎn)物分析表明管板出現(xiàn)裂紋時,管程中的油品進入到裂紋當中進一步加速了腐蝕的發(fā)生.
1、管板材料 管板采用20r鍛造處理,管板的直徑為鈦材螺旋板換熱器1.5m,管板厚為200mm,管板與管子的連接采用脹接后焊接. 一般管板上有許多條裂紋,且管板上半部裂紋比較集中. 裂紋多起源于管板與管束接頭間隙處,裂紋呈環(huán)向及徑向從管束開始向管板延伸.
2、腐蝕介質(zhì) 腐蝕物中主要含有fe、al、c、s、si、o、cu. 其中fe、cu主要來源于鋼材本身. c和s來源不銹鋼螺旋板換熱器于油品中,o、si、al來自硅鋁酸鹽裂化催化劑. 如果管板開裂,管程中的油品進入到裂紋當中,會產(chǎn)生較大的腐蝕作用.
3、管板組織鈦材螺旋板換熱器的管板斷口平整,顏色灰暗,沒有塑性變形,屬于脆性斷裂. 裂紋起源于溝槽處,呈樹枝狀向外發(fā)散,尾部尖銳,瞬斷區(qū)的宏觀斷口平整,外觀比較清晰. 裂紋宏觀形貌具有應不銹鋼螺旋板換熱器力腐蝕裂紋的典型形貌特征.
4、斷口及腐蝕產(chǎn)物,使用掃描電鏡對斷口進行掃描觀察,它的平面是斷裂單元,在裂紋擴展區(qū),裂縫起源于晶粒內(nèi)的非金屬夾雜物或硬質(zhì)點,斷口微觀形貌如河流花樣一般從小中心向四周擴展,形態(tài)短而彎曲,支流較少,且擴展連續(xù).
5、應力腐蝕,當鈦材螺旋板換熱器的管板在應力作用下,金屬表面的缺陷處或夾雜物形成微裂紋源,孔隙內(nèi)外溶液不容易對流和擴散. 由于裂紋內(nèi)金屬離子和氫離子增多,為了維持電中性,裂紋外的硫陰離子移至縫內(nèi),形成腐蝕性酸,使裂紋內(nèi)腐蝕以自催化方式繼續(xù)進行.