螺旋板式换热器管板出现裂纹的原因

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更新	2022-02-25 18:41

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螺旋板式换热器的管板内存在带状组织夹杂物等缺陷，由于温差应力、制造应力、工作应力、残余应力下造成管板内有很大的应力。通过对腐蚀产物分析表明管板出现裂纹时，管程中的油品进入到裂纹当中进一步加速了腐蚀的发生。下面，小编具体介绍下螺旋板式换热器管板出现裂纹的原因：
　　1、管板材料
　　管板采用20R锻造处理，管板的直径为1.5m，管板厚为200mm，管板与管子的连接采用胀接后焊接。一般管板上有许多条裂纹，且管板上半部裂纹比较集中。裂纹多起源于管板与管束接头间隙处，裂纹呈环向及径向从管束开始向管板延伸。
　　2、腐蚀介质
　　腐蚀物中主要含有Fe、Al、C、S、Si、O、Cu。其中Fe、Cu主要来源于钢材本身。C和S来源于油品中，O、Si、Al来自硅铝酸盐裂化催化剂。如果管板开裂，管程中的油品进入到裂纹当中，会产生较大的腐蚀作用。
　　3、管板组织
　　螺旋板式换热器的管板断口平整，颜色灰暗，没有塑性变形，属于脆性断裂。裂纹起源于沟槽处，呈树枝状向外发散，尾部尖锐，瞬断区的宏观断口平整，外观比较清晰。裂纹宏观形貌具有应力腐蚀裂纹的典型形貌特征。
　　4、断口及腐蚀产物
　　使用扫描电镜对断口进行扫描观察，它的平面是断裂单元，在裂纹扩展区，裂缝起源于晶粒内的非金属夹杂物或硬质点，断口微观形貌如河流花样一般从小中心向四周扩展，形态短而弯曲，支流较少，且扩展连续。螺旋板式换热器的管板微观裂纹形貌为树枝状分枝，裂纹尾部尖锐，裂纹多以穿过晶界为主，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
　　当管板在应力作用下，金属表面的缺陷处或夹杂物形成微裂纹源，孔隙内外溶液不容易对流和扩散。由于裂纹内金属离子和氢离子增多，为了维持电中性，裂纹外的硫阴离子移至缝内，形成腐蚀性酸，使裂纹内腐蚀以自催化方式继续进行。

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