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《熱網(wǎng)加熱器換熱管泄漏原因分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com18東北電力技術(shù)2008年第8期熱網(wǎng)加熱器換熱管泄漏原因分析LeakageCauseAnalysisonHeat—exchangeTubeofHeatingNetworkHeaters韓德斌，吳細(xì)毛(東北電力科學(xué)研究院有限公司，遼寧沈陽110006)摘要：阜新金山煤矸石熱電有限公司1號熱網(wǎng)加熱器運(yùn)行3個月后，換熱管發(fā)生泄漏。經(jīng)分析，換熱管泄漏是由于不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂造成的。引起應(yīng)力腐蝕的主要原因是換熱管工作介質(zhì)中含有氯離子，并且管中存在明顯的殘余應(yīng)力。關(guān)鍵詞：熱網(wǎng)加熱器
2、；換熱管；泄漏；分析[中圖分類號]TK172；TK223，3[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B[文章編號]1004—7913(2008)08—0018—04紋，說明裂紋已穿透管壁，內(nèi)表面裂紋比外表面裂1加熱器工作參數(shù)紋更加明顯；裂紋產(chǎn)生于波節(jié)與直管段連接處，這阜新金山煤矸石熱電有限公司l號熱網(wǎng)加熱器是波節(jié)管成型時變形最嚴(yán)重的地方；有的裂紋是單運(yùn)行3個月后，換熱管發(fā)生泄漏。有關(guān)部門委托中一裂紋，有的裂紋有分岔；裂紋多呈曲折狀。國科學(xué)院金屬研究所失效分析中心對換熱管泄漏原2．2化學(xué)成分因進(jìn)行分析。該加熱器的工作參數(shù)：殼程壓力為從送檢換熱管上
3、取樣，用直讀光譜儀測量其化0．294MPa，溫度為245℃；管程壓力為1．56學(xué)成分，測量3次的平均值結(jié)果見表l。表1中同MPa，溫度為70～ll5℃。換熱管為波節(jié)管，管時列出了ASME標(biāo)準(zhǔn)對304不銹鋼化學(xué)成分的規(guī)定內(nèi)通水，外部為蒸汽；管的材質(zhì)為304不銹鋼。范圍。結(jié)果說明送檢的換熱管材質(zhì)確為304不銹鋼。2檢驗(yàn)結(jié)果表1送檢樣品的化學(xué)成分測量數(shù)據(jù)％2．1宏觀檢驗(yàn)圖l為泄漏管的宏觀形貌，箭頭所指銹蝕處是發(fā)生泄漏的地方。從圖中可看出，換熱管多處發(fā)生泄漏，泄漏位置均在波節(jié)與直管段的過渡位置。將換熱管在泄漏位置附近解剖，可同
4、時看到2．3顯微硬度內(nèi)、外表面形貌。圖2給出了2處泄漏點(diǎn)的表面相在換熱管波節(jié)附近取樣，制備金相磨面，測量貌(由于管段被掰開，裂紋處有變形，裂紋變得其不同位置的顯微硬度，位置分布見圖3，其中試更加清晰)，圖2左側(cè)為外表面，右側(cè)為內(nèi)表面。樣左部為直管段，右部為波節(jié)。顯微硬度的測量結(jié)從圖中可以看出，在泄漏位置內(nèi)外表面均存在裂果見表2(載荷為25g)。表2說明直管段與波節(jié)圖1泄漏管的宏觀形貌維普資訊http://www.cqvip.com2008年第8期東北電力技術(shù)19圖2泄漏處管內(nèi)外表面形貌表2不同位置的顯微硬度HV圖①處的
5、x射線能譜分析曲線。因該處開裂不嚴(yán)重裂紋不易發(fā)現(xiàn)，但有氯元素存在。圖5和圖6說明換熱管的裂紋首先是從內(nèi)壁開裂的。將一裂紋分開，觀察其斷口形貌。圖7為斷口圖3測量顯微硬度位置圖低倍像，x射線能譜分析曲線表明斷口上基本未見連接處的硬度明顯高于直管段，最大相差超過100氯元素。圖8是圖7斷口不同視場的局部放大像，HV。為穿晶斷口，沿滑移解理面開裂。2．4金相組織另從換熱管無泄漏處取樣拉斷，得到拉伸斷在換熱管直管段和直管段與波節(jié)的連接部位分口，如圖9所示。斷裂特征主要為韌窩，完全不同別取樣，觀察其金相組織，結(jié)果如圖4所示。直管
6、于管子裂紋斷口表面。位置的組織為正常奧氏體組織；連接部位組織也為3結(jié)果分析奧氏體組織，但存在大量的滑移線，說明存在形變強(qiáng)化。a．宏觀檢查表明，換熱管泄漏是因?yàn)樵谥惫?．5掃描電鏡觀察段與波節(jié)連接處出現(xiàn)多處穿透性裂紋所致。裂紋多在換熱管泄漏點(diǎn)處取樣觀察其表面形貌。圖5呈曲折狀，有的分叉。為內(nèi)壁形貌及x射線能譜分析曲線，未發(fā)現(xiàn)氯元b．從化學(xué)成分上看，各元素含量均在304不素存在，但可見有分叉裂紋。圖6為外壁形貌及左銹鋼規(guī)定的范圍內(nèi)，該管的化學(xué)成分合格。維普資訊http://www.cqvip.com東北電力技術(shù)2008年第
7、8期Ca)圖4換熱管不同位置的金相組織(a)——直管段；(b)——直管段與波節(jié)連接位置25o0Fe2Oo0I5001000O500咄FeOO5lOl52OEnergy／keV圖5泄漏點(diǎn)內(nèi)壁形貌及其x射線能譜分析曲線Energy／keV圖6泄漏點(diǎn)外壁形貌及其x射線能譜分析曲線Energy／keV圖7裂紋斷口形貌及其x射線能譜分析曲線維普資訊http://www.cqvip.com2008年第8期東北電力技術(shù)21圖8圖7斷口不同視場的局部放大像d．通常奧氏體不銹鋼容易在含氯離子的介質(zhì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，在5O～200℃溫度下
8、更易發(fā)生(即使氯離子濃度非常低)。引起應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力以塑性加工的殘余應(yīng)力最為常見。奧氏體不銹鋼在含氯離子的介質(zhì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，斷口以穿晶解理為主，或?yàn)榇┚Ш脱鼐У幕旌蠑嗫?；裂紋一般有分叉，呈樹枝狀。泄漏點(diǎn)外壁的x射線能譜分析結(jié)果中含有氯元素，說明換熱管的工作介質(zhì)中含有氯離子。而管內(nèi)壁和斷口上未見氯離子，可能是因?yàn)榻橘|(zhì)的氯離子
