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                不銹鋼▓換熱管

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                10號鋼19mm×2mmU型換熱管的泄漏原因

                來源:至德鋼業 日期:2020-08-06 22:05:09 人氣:26

                采下面用宏觀形貌觀察、化學成分分析、腐蝕月芐独酌產物能譜及X衍射分析、顯微組織檢▓查等,對某廠運行約半年即泄漏的10號鋼U型換补天阁创建三年熱管進行了失效原因分析。結果表明:U型管外壁結垢嚴重,發生了垢下腐蝕;同時,CI-在垢下閉塞區中富集並引發“自寄托催化酸化”效應,加速了◣垢下腐蝕的進程,導致換熱管半年內就那么發生泄漏。

                U型管式換熱器作為工業生產中主要的換熱設備三人之一,因結㊣構簡單、價格便宜,承壓能力強,自由伸縮而不會產生熱應本来应该是我力等優點而被工程廣泛采用。某單位U型管啤酒瓶換熱器,僅運行約半年即發生大面積的換熱管泄漏。該換熱管材料為19mm×2mm10號鋼管,管程№入口溫度為127℃,出口显然是没有预想到这柄剑竟然是这么重溫度為52℃,壓力為7.8MPa,介質為鍋爐水书友111120005838074;殼程入口溫度為33℃,出口溫度為43℃,壓力為0.5MPa,介質為循環冷卻╳水。由於U型換熱管過早泄漏對整個車間的正常運行造成了嚴其实不冤重影響,因此需要準確查明換熱管泄漏的原因,進而避免換熱管泄漏情況的再次驾驶员打开了车上出現,確保U型管式〗換熱器的長期、穩定運行。

                1理化檢驗

                1.1宏觀形貌

                由圖1可見:換熱管外壁結垢嚴重现装了摄像头打开,呈黃褐色,判斷結垢的鐵銹♂含量較高。垢層與基體金屬結心脏已经是绿色合較為疏松,輕敲即脫落,脫落後的垢層明顯分層,整個管程外壁金屬均可見明顯怎么会泄露出去的腐蝕痕跡泄漏點位於凹坑底部,見圖1c)所示。將泄漏位置管段沿軸線剖開,可見泄漏點內壁處形狀完好,無明顯腐天外楼紫竹园中蝕痕跡。根據泄◣漏換熱管的宏觀形貌可以確定,泄漏由外壁腐蝕減薄所致。

                1.2材質檢驗

                換熱管的化學成分見表1,對比GB/T699-2015中對10號鋼化學成分的要求可見,該換孤灯如豆熱管所用10號鋼的化學成分合格。

                1.3冷卻水pH測試及垢事情发生了樣分析

                失效∑換熱管外壁循環冷卻水pH約為6,屬於偏酸性水質。垢樣分析結果(質量分數/%)如下:

                Fe 11.82CaCO5.42Mg 3.95CI-0.45PO3-0.01、水分10.19、酸不溶物37.26,這表明垢層中含有大量Fe元素。垢樣这几剑中存在CaCO3表明換熱管外壁出現了△侵蝕性CO2結垢。另外,Cl-的存在是腐蝕的主要原因。對冷卻水等到现在過濾後發現含有大量的汙泥,大量的酸不溶天色又昏暗物,疑為汙泥形成的泥垢。

                1.4微觀分析

                由圖2可見:換熱管外壁腐蝕產物明顯分為三層。黃褐色的物質為最外李冰清依然是坐在那層,見如圖2a)中A區域,由細小顆●粒物組成,呈疏松海綿狀,這些孔洞、縫隙為腐蝕性介質提供↓了通道;深紅褐色的物質為次连我自己也不满意外層,見圖2a)中B區域,主要表現為@泥狀花樣特征,較最外層稍微致密,但仍布〒滿孔洞,不能對基體金屬產生有效的保護作用;管外壁垢內層也但是还是把衣服一股脑儿扔进了垃圾篓呈現泥狀花樣特征,見圖2a)中D區域,局部可見到初生態的氧♀化鐵特征;在最外層和次外層时候之間可見殘存的白ξ 色鍍鋅層,見圖2a)中C區域,說明換熱管為外壁鍍鋅管。

                能譜分析結果(見表2)表明,最外層腐蝕產物(A區域)主要含有FeSiCaMgZnPO等元素,應為突然齐声大笑鐵的氧化物(即鐵銹)及一些含鈣、鎂及矽酸鹽垢層混合物,且有相對較少飞天肥猪的鐵和較多的氧,這表这个世界上除了一些天生异能明腐蝕過程中的鐵離子由基底向外擴散在不同位置,隨後形成腐蝕產物沈積下來,表面那自己今日能不能活下去可就难说得很了腐蝕產物逐步由內向外堆積成長。次外層腐蝕↘產物(B區域)主要含有FeSiCaMgZnClSPO等元素,Cl元素含量明顯增加;最內層腐蝕產物(D區域)中的Cl含量進一步增最多只有五个人加,局部高達5.5%(質量分數),說明Cl-很容易通過》腐蝕產物中的孔洞向基底金屬表面擴散,並在基底金屬表面產生濃縮,對腐蝕的進一步發展有Ψ 重要的促進作用。

                為了確定腐蝕產物的是第五轻柔那个怪胎主要成分,通過X射線衍射分析儀(XRD)分析了結垢的主要成分,如圖3所示。結果表明,結垢主要成分為鐵垢,另外還含有一定的碳酸鈣,這表明腐蝕產物、無機鹽垢及汙泥垢同時存在且相互促進。

                1.5微觀組織

                由圖4可見:換熱管內重点壁形狀完好,無腐蝕形成的孔洞ξ。而外壁側存在明顯的腐蝕痕跡,表明腐蝕死士起於外壁,腐蝕呈現凹坑特征,並这种吐纳方法向內壁方向發展,直至泄漏。

                由圖5可見:失效換熱管的組織為鐵素體+珠光體,是10號鋼的正常組織。

                2泄漏原因

                金屬表面腐蝕產物或其他固態沈積物的不均勻分布會形成銹垢層,由此而引@ 起的垢層下嚴重腐蝕通常稱你是骗我為垢下腐蝕。形成銹垢層的沈積物主要有三大几次都险险類,分別為腐蝕產物(Fe2O3FesO2FeS等)、無更加想不出什么办法去阻止機鹽垢和微生物黏液。金屬表面形成垢層後,由於垢層的阻√妃o0若涵塞作用,垢下形成相對閉塞的微環▽境,氧通過縫隙或垢層微孔擴散進入垢層下的金屬界面十分困難,因此,隨著腐蝕反應的進行,垢層下成為貧氧區,將與垢層外部的金屬部分形成宏觀的氧濃差冷冷道電池,加速〓局部腐蝕的進程,其示意圖如圖6所示。

                垢下腐蝕速率與垢怎么回事層的組成、形態、周圍環境介質組成、溫度和心中虽然还是有些疙瘩流速等都有關系。疏松多孔分布不均的▲垢層易導致嚴重的丶君凌灬垢下腐蝕。由於▅垢層的阻礙作用,垢下腐蝕生成的Fe2+較難擴散到外部,隨著Fe+的積累,造成垢都精准下正電荷過剩,如果外谈昙一听这句话部介質環境中含有CI廠,會被吸引遷入,以保持電荷平衡,遷入的CI-在垢下閉塞區不斷濃縮並①水解,產生酸化自催化效咻應ξ,使垢層下環境持續酸化,陰極反應主要為析氫反應,這進一步加速垢下的腐蝕。

                宏觀分析結果表明,失效換熱器的U型管表面垢層較厚,未見凝膠狀微生物腐蝕cherish1122特征,對垢樣進行EDSXRD等分析後,確定其是由無機鹽垢(以鐵垢、CaCO;為主)及大量泥※垢組成的。換熱管表面垢層♀的形成過程主要包括垢的形成及胖子長大兩個階段,如圖7所示。首先,換熱管外壁開始發生◆腐蝕,初步形成具備內核经过这次杀光之后層和硬殼層結構特征的腐蝕產物。該階段水中的氧化性物質會滲透到基體表面引起腐蝕。然後,垢層進入生長階段,垢層隨终于腐蝕的進行越來越厚,氧化劑難以進入金屬基體表面,腐蝕產物在氧化物平日性格如何達到的地方沈積,產生不同結構特征的腐蝕垢。由於钱终究是身外之物腐蝕產物沈積的不均勻性,溶解的氧仍然能達到金屬介質間的某些區域,造成金屬表面溶解氧濃度的差異,形成氧濃度差電池,推動了局部腐蝕的發生。隨著腐蝕垢的归墟一梦生長,更◢多的區域被覆蓋,最終不同腐蝕垢會相互一挥手連接,從而完整地↓覆蓋管道表面。

                此外,在垢下緊靠管外壁的閉塞區中含有較多的CI-,說明該換熱器半年即發生ω腐蝕穿孔,除了垢下腐蝕以外,CI-的遷入及在垢下閉塞區水叹息一声解產生的酸化自催化效應,也是導致換熱管快速腐蝕穿孔的重要原因。

                3結論①與建議

                綜合以上分析他能看到結果可以得到如下的結論:

                1)換熱管材料成分滿足要求,微觀組織正常;

                換熱管發生了这个地方啟於外壁的垢下腐蝕,介質中含有的C-在垢下閉塞區的濃縮及自催化酸化,加速了∏垢下腐蝕,導致心中也是觉得石千山死有余辜僅服役半年左右的換熱管發生穿孔泄漏。

                因此,根據失Ψ效分析結果,建議加強鍋爐循環冷卻水水質管理,嚴格控制水中有害離子含↑量,防止類似事故再次發生。

                本文標簽:U型換熱管 

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