架子管為什么會裂開
為了更好地剖析架子管裂開的緣故,對裂開架子管開展成分檢測和金相分析檢驗,與此同時對架子管中的水體開展剖析。結果顯示:此裂痕為晶間腐蝕裂痕;在60~120℃氣溫條件下采用時,架子管中水體的氯離子含量及總硬度比較嚴重超標準是造成架子管管在內應力處產生晶間腐蝕破裂的首要緣故。
內應力與自然環境浸蝕協同效應下造成金屬材料裂開(或破裂的狀況)稱為晶間腐蝕裂開(SCC)。產生晶間腐蝕裂開務必有2個標準存有即內應力和浸蝕物質。晶間腐蝕是架子管關鍵無效方式之一,典型性的晶間腐蝕裂痕呈網狀結構。不一樣浸蝕媒介自然環境下架子管的晶間腐蝕個人行為科學研究是架子管浸蝕科學研究的1項關鍵內容。做為常見的架子管晶間腐蝕關鍵要素之一,Cl-離子對馬氏體架子管晶間腐蝕個人行為的危害也是被大家普遍地科學研究。因為架子管在具體運用中常常處在變溫的浸蝕媒質中,溫度針對架子管浸蝕的危害備受關心,變成架子管浸蝕科學研究的1項必不可少的主要內容。304架子管是是非非穩定馬氏體,在一定溫度或一定水體自然環境下能產生晶間腐蝕,因為晶間腐蝕歸屬于遲緩性浸蝕,因而,也是架子管中*多見的浸蝕,而且是導致架子管機械設備產生安全事故的*首要的浸蝕。文中聯系實際事例,表明架子管產生晶間腐蝕裂開的流程及其對設施導致的傷害,剖析了其發生的緣故,找到有效的方式防止產生晶間腐蝕裂開。
1實驗目標與研究思路
1.1實驗目標
售往某公司的304鋼卷在冷拉做成螺旋鋼管熱交換器應用6個月后發生了裂開,管內試壓和油,如下圖1所顯示。
缺點件厚約4mm,在雙面均發覺很多裂痕,裂紋產生在水和油交叉的部位配件,裂痕略呈鋸齒形,并呈時斷時續遍布,且有的已呈穿透力裂痕。在裂紋附近有很多浸蝕坑,高倍顯微鏡上變大觀查,見圖2,裂痕呈網狀結構,與晶間腐蝕裂痕平面圖類似。
1.2研究思路
取裂開樣1條,開展成分檢測、金相檢驗。成分檢測在美國熱電廠直讀光譜儀上開展。對管內的水質采樣開展水質監測,包含氯離子含量、含鹽度等標準完成剖析。鏡面拋光后的金相分析試件開展裂痕處外部經濟外貌剖析,及其用氰化鈉加鹽酸加fecl3混和水溶液浸蝕后,在蔡司金相分析電子顯微鏡下觀查機構外貌。
2實驗結果與探討
2.1成分檢測結果
對生產加工前和加工后的試件開展成分檢測,剖析結果顯示生產加工前和加工后成份沒有轉變,結果見表1。
2.2水質監測
依照GB50050—2007的要求,針對架子管熱力設備,規定在應用全過程中循環系統冷卻循環水出水量溫度低于45℃時,管內腔溫度不得超過70℃時,氯離子含量濃度值不得超過700mg/L,總硬度不大于1100mg/L;當冷卻循環水超過45℃,管內腔溫度超過70℃時,規定總硬度低于200mg/L,對氯離子含量沒有規定。在實地調查中發覺,此架子管熱力設備在應用全過程中為冷卻循環水溫度基本上處于60~120℃,對收集的水質采樣開展剖析,數據顯示氯離子含量的濃度值為408.95mg/L,總硬度做到1065.96mg/L,顯而易見總硬度超標準。GB50050—2007盡管針對氯離子含量的標準沒有提及,可是在GB50050—1995中明確指出,氯離子含量濃度值要不得超過300mg/L,顯而易見按GB50050—1995規范分辨,本次水體中評測氯離子含量濃度值大大的超標準。
2.3金相檢驗結果
圖3為螺旋板換熱器上端焊接至定距柱與板焊縫間的激光切割面顯微鏡特點。從圖3可以看得出:裂痕起起源于河面,向油位拓寬拓展,關鍵聚集在上端焊接周邊的冷卻循環水和水蒸汽頁面周邊及其定距柱與板焊接周邊。圖上小箭頭的集中水平意味著其數目和嚴重后果。從圖3可以看得出,遍布于焊接周邊的很多裂痕從河面的浸蝕溝向油位拓寬拓展,呈“干樹技”狀,裂痕邊沿有的呈鋸齒形,有的已呈透過型裂痕,屬晶間腐蝕裂痕。網狀結構裂痕是架子管在硫酸鹽自然環境下內應力裂開的經典特點。
對缺點試件開展浸蝕后的金相組織,如下圖4所顯示。圖4為缺點件激光切割面顯微鏡機構特點,從圖上可以看得出:裂痕坐落于焊接熱危害區或周邊,歸屬于穿晶裂痕。
3剖析與探討
此實例的架子管晶間腐蝕不可以簡潔地歸因于某一方面的緣故,在機械設備設計全過程中還應當充分考慮其各領域的要素,如水體、溫度、機器設備構造等。此實例選用架子管做成熱交換器,一邊試壓、一邊通油,因為物質和溫度不一樣,通過長時間的熱冷互換,內應力較為大。設計方案時毫無疑問考慮到過水體的危害,可是不可以簡單以對浸蝕物質的限制成分或物質純度的需要來取代對SCC的全方位操縱,而忽視了溫度、構造、內應力、應用一定階段內物質的改變這些要素。
馬氏體架子管晶間腐蝕裂開主要是物質與內應力的協力,*首要的物質為氯離子含量和物質中的總鹽量;晶間腐蝕裂痕多產生在架子管的電焊焊接地區,由于此地區的內應力大(有電焊焊接剩余應力),在一定的物質自然環境下很容易發生晶間腐蝕裂痕。例如,架子管電焊焊接成冷疑機器設備(內接冷凝器)時就產生了晶間腐蝕裂痕,如下圖5所顯示,裂痕產生在焊接周邊,裂痕呈網狀結構,如下圖6所顯示。因而,針對架子管機器設備在物質中應用,一定要考慮到物質和內應力對架子管的危害,不可以在濃度值超標準的物質中應用,針對內應力比較大的機器設備應通過內應力退火處理,尤其是架子管自動焊接設備。
4總結
1)根據對架子管裂痕處金相檢驗,發覺架子管發生了晶間腐蝕,進而致使了商品的裂開,開裂處裂痕呈“干樹技”狀;
根據對水環境的剖析及其融合當場應用自然環境,結果顯示在持續高溫下水體中的氯離子含量濃度值和水體的總硬度超標準是造成本次商品產生晶間腐蝕裂開的首要緣故。
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