换热器换热管氯离子应力腐蚀开裂案例分析
某公司投资成立了煤制甲醇和二甲醚项目。项目投产运转后大致一年时光，水煤气废热汽锅、低压汽锅给水加热器、低压废热汽锅的换热管前后数次开裂透露。
1换热器原形处境
考察了3台设立的策画文献、产物品质及格证实、监视检考证实，未发觉制造品质题目。原形处境见表1。
表1换热器原形处境
2事情现场勘查处境
水煤气废热汽锅和低压废热汽锅已崩溃，低压汽锅给水加热器未崩溃，图1是两根模范裂口的换热管，宏观考察发觉换热管原形沿纵向开裂，裂纹呈路子状平添，裂口处无显然塑性变形，壁厚无显然减薄，裂口处断面与换热管周向约呈90°角，为模范脆性裂口，显然具备应力侵蚀开裂的特性。
3事情孕育起因剖析
3.1换热管涡流探伤水煤气废热汽锅入口段管板内管段穿透性弊病60处。管板外管段内壁凹槽（深度为换热管壁厚的60%～80%）2处。管板外管段内壁，浅表凹坑7处。每根换热管都出弊病；出口段管板内管段穿透性弊病3处。管板外管段内壁，浅表凹坑2处。5根换热管出弊病。
低压废热汽锅取10根管探测入口段管板内管段穿透性弊病4处。管板外管段穿透性弊病7处。外壁弊病（深度为换热管壁厚的60%～80%）7处。外壁弊病（深度为换热管壁厚的40%～60%）3处。内壁，浅表凹坑5处。每根换热管都出弊病。出口段管板外管段内壁浅表凹坑3处，3根换热管出弊病。
3.2换热管浸透探测经涡流探测弊病定位后，停止浸透探测，裂纹纵向延长以下图
3.3化学成份剖析从已透露换热管的未见裂纹部份取样，对其停止化学成份剖析。成果相符其制造准则GB—《汽锅、热调换器用不锈钢无缝钢管》对材质0Cr18Ni10Ti的请求，见表2。
表2换热管化学成份剖析
3.4力学机能实验从通过浸透探测未发觉裂纹的换热管和已透露换热管未见裂纹部份，离别取样停止力学机能实验，成果相符GB—《汽锅、热调换器用不锈钢无缝钢管》对材质0Cr18Ni10Ti的请求，见表3。
表3力学机能实验成果
3.5金相布局剖析从换热管裂口处横截面取样，抛光后用光学显微镜考察，发觉此裂纹自概略面向内平添，裂纹末尾树根状分叉，这是应力侵蚀裂纹的紧要特性。对试样侵蚀后停止金相剖析。
从换热管裂口处取样，对调热管概略面抛光后考察，发觉有多条裂纹，裂纹末尾有分叉。侵蚀后发觉裂纹紧要为穿晶型。
3.6扫描电镜剖析对断口停止扫描电镜剖析，发觉断口处附着有洪量垢状物。冲洗后，发觉断口呈模范解理描写，属于模范的穿晶脆断断口，且断口上有二次裂纹，如图所示。凭借断口的模范解理描写，也能够决断换热管做废属于应力侵蚀开裂。
3.7能谱剖析对断口和换热管概略面垢状物停止能谱剖析，成果见表4。断口和换热管概略面垢状物中均存在Cl、O元素，是由汽锅给水带入。
表4能谱剖析成果
3.8事情孕育起因剖析事情产生时汽锅给水的pH值为8.8，除氧器未一般运转。氯离子应力侵蚀开端大多在换热管表面的弊病、羼杂、成份不匀称处。由于钝化膜在这些地点变得较为脆弱，在含氯离子的溶液中易受摧残，使这些部位成为活化的阳极，而其范围为阴极，通过电化学侵蚀渐渐孕育针孔状的蚀坑。
水在换热管概略面挥发孕育汽泡，并由小变大最后摆脱表面上浮到汽相空间。如斯屡次就会在表面孕育干湿、水汽瓜代的处境，致使氯化物个别浓缩招集，显著添加氯化物应力侵蚀开裂敏锐性。
胀管区的换热管不单由于胀接而减薄，并且还同时影响着内压力、焊接残剩应力、胀接压紧力、热应力。胀管区以外的换热管，遭到内压力、热应力的同时影响。这些做使劲在叠加以后超越某一应力值时，就会产生应力侵蚀开裂，该值称为临界应力值。
换热管材质0Cr18Ni10Ti属于氯离子应力侵蚀开裂的敏锐材料。当水质、应力、材料三方面同时满意了氯离子应力侵蚀开裂需求的前提，开端孕育洪量自概略面向内平添的裂纹，最后孕育换热器换热管氯离子应力侵蚀开裂事情。
由于除换热管以外的筒体、封头、管板等的材料不属于氯离子应力侵蚀开裂的敏锐性材料，因而它们不会开裂。
4论断
为避免此类事情的产生，归纳以下紧要小心举措：
1）1）水质：停止水压实验时，应行使氯离子含量低的水（氯离子含量25×10－6），实验结果后应准时完全烘干。设立用水各项目标要相符关联准则请求，保证水解决设立、除氧器一般运转，严酷把持C1-浓度和熔解O2量。
2）消除应力：对系列不锈钢制做的部件宜停止固熔解决，对稳固化奥氏体不锈钢可停止稳固化解决以消除残剩应力，但应留意热解决大概引发的敏化会增大材料的连多硫酸应力侵蚀开裂敏锐性，也大概孕育变形以及再热裂纹。
3）选材：奥氏体不锈钢具备特别好的热塑性、冷变形本事和可焊性，但它的严峻毛病之一是具备应力侵蚀断裂敏锐性。多种氯化物溶液都能引发奥氏体不锈钢应力侵蚀开裂，应筛选行使耐氯化物应力侵蚀开裂本事较强的材料，大概在奥氏体不锈钢材料表面涂层，避免材料直接来往介质。
4）布局策画：布局策画时只管避免致使氯化物招集或堆积的大概，特为应避免介质滚动死角或低流速区。
5）换热管表面品质:低沉换热管表面粗陋度，避免机器划痕、擦伤和麻点坑等，裁减氯化物蕴蓄的大概性。
END
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