大直径厚壁钢管电厂蒸发器加热器上端盖应力腐蚀断裂分析
发布时间:2020-06-06 12:03:54

上端盖由304大直径厚壁钢管制成。蒸发器为ZF-40T型;工作压力:壳体11kGF/OM2(7.87315105帕),管8kgf/cm3 (78。45320104帕););工作温度:壳体27500,管175;蒸汽量40t/h。给水温度160。经过一年的累积运行,发生了泄漏。通过探伤,发现大直径厚壁钢管上有14处大小裂纹。裂纹分布在连接肋板和端盖壳体,的角焊缝附近,距离焊缝边缘不超过20毫米。裂纹开始从壳体,的内壁向外表面扩展,形成穿透裂纹,裂纹附近的金属没有变形。此外,头部内壁有许多棕红色腐蚀产物和腐蚀坑。
据分析,加热器大直径厚壁钢管的介质条件为:pH11.8,溶解固体物质11290毫升;4337毫克/升;cl-1150 MGll;N03 1840毫克/升,S102 2000地毯厂升;C02 18毫克当量/升,oh-36毫克当量/升;酚酞碱度93毫克当量/升;不锈钢换热管厂家甲基碱度4 nag当量/升;加入氨水处理NH42 ~ 3毫克/升.这表明水含有钠并且是碱性的,并且由于肋板附近的焊缝中的诸如咬边和闪光的缺陷导致的不合理的焊接结构,上封头具有大的焊接应力。
断裂分析。沿裂纹开裂后,断口相对平整,有厚的棕黑色氧化锈和一层白色的盐碱垢,表明盐碱水渗入裂纹缝隙,浓缩蒸发后仍保持白色盐碱垢。如果对裂纹附近的大直径厚壁钢管进行宏观腐蚀取样,可以发现主裂纹平行于焊缝,且有更多的分支裂纹。
微观分析表明,不锈钢换热器管裂纹源出现在上盖壳体内壁焊缝的热影响区,主裂纹粗大而钝。裂纹附近组织无异常,为铁素体和珠光体,晶粒度为6 ~ 8级。裂纹要么是穿晶的,要么是沿晶的。
对大直径厚壁钢管材料的化学成分、力学性能、金相组织和冶金质量进行了复检。结果表明,材料质量符合标准。
根据上述试验结果,大直径厚壁钢管的断裂原因是由于上盖板在碱性盐水中焊接过程中存在相当大的残余应力,导致应力腐蚀断裂(碱脆)。距上盖板焊缝20 mm处裂纹的全貌。预防措施是寻找消除大直径厚壁钢管残余应力的方法,提高焊接质量。这个问题可以解决。