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波紋管開裂原因

來源
http://www.ztecwgyx.cn/news102981.html
時間
2019/7/18 16:01:00

    宏觀形貌和化學成分分析結果表明,在波紋管裂縫周圍沒有發現熔渣,氣孔和松散等冶金缺陷.波紋管的化學成分符合標準要求.奧氏體不銹鋼的靈敏度溫度范圍為450~850℃.在此溫度范圍內,鉻元素很容易在晶界附近富集形成M23 C6碳化物,導致在晶界附近出現較差的鉻.區域,Inconel 800合金退火溫度在550~800℃范圍內,靈敏度隨退火溫度的升高而降低.失效波紋管的工作溫度約為500℃.同時,富含鉻的23 C 6碳化物是流出物,符合貧鉻理論.


    從裂紋和斷口形態的分析可以看出,波紋管裂紋的形成是晶間腐蝕和應力腐蝕的結果.波紋管的斷裂主要表現為沿晶體的斷裂,斷裂腐蝕產物中硫的含量相對較高.在石化工業中,多硫酸環境容易在設備中產生應力腐蝕裂縫.聚硫酸通常是用于處理含硫原油的裝置.在停機期間,設備中殘留的含硫腐蝕產物與水和氧氣發生反應.連續多硫酸引起的應力腐蝕裂紋沿晶體特征,波紋管的工作介質中含有碳氫化合物,水蒸氣和一定量的硫.物質,這為連續多硫酸的形成提供了條件.因此,波紋管的失效是由于連續多硫酸引起的應力腐蝕和開裂.在連續多硫酸介質中,鉻富集在晶界上以形成貧鉻區域.在基質和碳化鉻邊界之間形成的微細胞優先考慮貧鉻區域,導致晶間腐蝕.


    與普通壓力容器相比,波紋管在惡劣的條件下工作.除了工作溫度,壓力和介質外,它們還會產生很大的變形.波紋管通過變形提供管道補償所需的位移.位移導致波紋管中的軸向應力和彎曲應力較大,導致水平裂紋,并且存在一些與水平裂紋具有一定角度的斜裂紋.在許多情況下,波紋管還會受到管道中介質流動引起的機械振動和振動.同時,管道,介質和隔熱材料的自重效應將使波紋管產生一定的彎矩.因此,波紋管在操作期間的應力狀態非常復雜.由此,微裂紋是晶間腐蝕的裂縫源.


    另外,波紋管結構的晶粒尺寸相對較大,這將對材料的性能產生不利影響.與此同時,晶界強度也將急劇下降.因此,在應力和腐蝕介質的共同作用下,晶粒尺寸會增加晶間腐蝕傾向.并加速裂縫擴張.


    結論和措施


    (1)形成波紋管裂縫的主要原因是波紋管在使用過程中敏化,并且處于停機期間產生的連續多硫酸介質中. M23 C6碳化物沿晶界析出.鉻在晶界富集并形成貧鉻區.因此,產生晶間腐蝕,并且所得的晶間裂紋是裂紋源.在應力作用下,微裂紋擴展并導致應力腐蝕裂紋的形成.


    (2)建議提高波紋管的工作溫度,避免敏化溫度范圍,降低鉻在晶界上的濃度;停機時保持設備干燥,控制氧含量,避免多硫酸的腐蝕環境.

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