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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。
