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贵阳波纹管厂家浅析不锈钢波纹管就是好

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贵阳波纹管厂家浅析不锈钢波纹管就是好

发布日期:2016-11-24 作者:金晨伟业贸易有限公司 点击:

贵阳波纹管厂家标签:产品 波纹管

    不锈钢波纹管换热器是近年来我国研制的高效新型换热设备,与传统列管式换热器相比具有传热系数高,不易结垢,设备重量轻等优点,目前,已大量替代普通列管式换热器,成为供热、供水等场合的首选产品,并已开始在石油开采与输送、石油炼制、化工、制药等行业使用。由于以上行业所涉及介质多含有腐蚀性物质,加之不锈钢波纹管换热器采用的是变截面的薄壁换热元件,所以研究其腐蚀与防护,对于指导安全生产,减少不必要的损失能起到很重要的作用。


    1 不锈钢波纹管应力腐蚀现象分析


快3平台    西北某油田采油集输站,1995年选用了两台波纹管式换热器。壳体用16MnR钢板及锻件,换热管用1Cr18Ni9Ti不锈钢制作,设计壳程为蒸汽,管程为原油。1996年下半年开始运行,首先储油罐发现冒蒸汽,经分析是换热器汽相与原油相混所致。1997年初将换热器停止使用,经检测,部分换热管出现裂纹,破裂部位大部分在波峰处以及波峰与波节的根部处,换热管破裂部位均无涨粗、拉薄等塑性变形特征。裂纹既有主干,也有明显的分叉现象,某些裂纹呈环状或网状。从图1所示的裂纹微观形貌上可以看出,裂纹为穿晶型裂纹,从上述换热管破裂的特征可以看出,这些换热管的破裂为典型的应力腐蚀破裂。


    2 不锈钢波纹管应力腐蚀机理分析


    2.1 应力腐蚀破裂的成因


    众所周知,不锈钢产生应力腐蚀破裂的基本条件是敏感的合金(材料因素)、特定的介质(环境因素),如奥氏体不锈钢在含氯化物的溶液中使用;一定的拉伸应力(力学,。。因素),包括外加应力,相变应力和残余应力等。如具备这3个基本条件,即有可能产生不锈钢的应力腐蚀破坏。在发生应力腐蚀破裂时,并不发生明显的均匀腐蚀,甚至腐蚀产物极少,有时肉眼也很难发现,因此应力腐蚀是一种非常危险的破坏。应力腐蚀过程一般可分为3个阶段:第一阶段为孕育期,在这一阶段内,因腐蚀过程的局部化和拉应力作用的结果,使裂纹生核,即在不锈钢的腐蚀敏感部位优先形成微小凹坑;第二阶段为腐蚀裂纹发展时期,当裂纹生核后,在腐蚀介质和金属中拉应力的共同作用下,裂纹扩展,导致零件的破坏产生细长的裂缝;第三阶段中,由于拉应力的局部集中,裂纹急剧生长,裂缝扩展很快,能在短时间内发生严重的破坏。


    2.2 影响应力腐蚀的因素


快3平台    不锈钢的应力腐蚀开裂与介质的特性、温度的高低以及应力的大小有关,同时还与钢的成分和组织结构的特点有关。下面介绍这些因素的影响情况。


    2.2.1 氯离子浓度的影响一般来说,随氯化物浓度的增加,Cr-Ni不锈钢的应力腐蚀开裂所需的时间缩短,如图2所示。一般认为MgCl2最易引起应力腐蚀破裂,不同氯化物的腐蚀作用,是按Mg2+、Fe3+、Ca2+、Na+、Li+等离子的顺序递减的。


    2.2.3 合金元素及应力的影响


    从图3和图4可以看出,钢中合金元素镍、硅的增加,能提高奥氏体不锈钢在MgCl2溶液中抗应力腐蚀破裂性能,而钢中的氮、磷等元素会降低不锈钢在浓氯化物介质中的耐应力腐蚀破裂性能。


    另外,应力腐蚀破裂还发生在一定的电位范围内一般发生在活化-钝化的过渡区电位范围,亦即在钝化膜不完整的电位范围内。而温度对所发生应力腐蚀破裂的速度又有明显影响,温度升高可大大加快应力腐蚀破裂的速度。波纹管换热器所用波纹管的波峰是通过弹性元件内部膨胀使管子产生塑性变形的方法获得的。根据弹性力学的分析方法可知,当波峰形成后卸去弹性元件所加的膨胀力时,就会在塑性变形了的管壁上产生外拉内压的残余应力,且塑性变形量越大,其残余应力也越大波峰部位的塑性变形量最大,故残余应力也最大。工作时波节管的最大拉应力为波节根部的周向应力。对于换热器来说,管程、壳程存在有温差,换热管内外温度不同,要承受温差载荷。前文所提案例,经过对管内输送不介质原油的主要腐蚀成分加以分析,其结果如下:Cl-含量:0.92%,远大于25ppm;S含量:1.35%,氯离子及硫含量超标是应力腐蚀的起因。


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