陳學(xué)忠

（阿克蘇諾貝爾氯乙酸化工（泰興）有限公司，江蘇泰興 225400）

聚合液加熱器換熱管應(yīng)力腐蝕失效分析

陳學(xué)忠

（阿克蘇諾貝爾氯乙酸化工（泰興）有限公司，江蘇泰興 225400）

供熱熱交換管是一種重要的設(shè)備，熱電廠在運(yùn)行過(guò)程中，如果存在泄漏，將影響到熱電廠的全部運(yùn)行，甚至直接導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)，嚴(yán)重影響冬季采暖。因此首先介紹了熱電廠的傳熱管道設(shè)備，然后分析了腐蝕實(shí)驗(yàn)，最后討論了腐蝕原因，僅供參考。

加熱器；換熱管；腐蝕

引言

目前，熱電加熱系統(tǒng)加熱器是為用戶提供的暖氣的重要設(shè)備，而且是火力發(fā)電廠的主要設(shè)備之一，其主要功能是使用蒸汽渦輪機(jī)的蒸汽鍋爐，加熱出供暖的熱水然后供給系統(tǒng)，從而進(jìn)行供暖，滿足用戶的需求，實(shí)現(xiàn)供暖和力量——然而，在現(xiàn)實(shí)工作中，陰離子的酸性會(huì)根據(jù)元件的金屬性腐蝕熱網(wǎng)加熱器，增加了供暖系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。本文對(duì)發(fā)電站熱網(wǎng)加熱器的運(yùn)行中的腐蝕情況與減少腐蝕的方法進(jìn)行了分析，并提出了減少腐蝕的對(duì)策。

1 腐蝕檢測(cè)分析

1.1 泄漏部位的宏觀檢查

熱交換管解體檢查，管道內(nèi)兩種腐蝕痕跡的第一種，就是著板塊的縫隙，因腐蝕塑性變形、斷裂的形式，金屬的光澤表面的損傷，部分產(chǎn)品的腐蝕痕跡看起來(lái)濃茶色，在疲勞斷裂的情況下，管子和管子相互接觸，接觸和磨損區(qū)域明顯。第二種類型是管狀環(huán)形不規(guī)則腐蝕坑和分支和網(wǎng)狀裂縫，可見裂縫在漏管中可見，裂縫形態(tài)為之字形，一些主要裂縫有許多網(wǎng)狀裂紋。腐蝕裂縫范圍集中在某一地區(qū)，分布不均，分枝形態(tài)擴(kuò)散。

1.2 化學(xué)成分分析

通過(guò)使用直讀式的分光器，對(duì)漏水管的合金成分進(jìn)行分析，測(cè)定數(shù)次取平均值，比較流出的熱管成分，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行分析，分析結(jié)果如表1所示。

表1 腐蝕換熱管（0Cr18Ni9）成分對(duì)比表

對(duì)化學(xué)成分分析結(jié)果表明， 損壞的不銹鋼管成分符合牌號(hào)要求，材質(zhì)無(wú)問(wèn)題。

1.3 微觀組織分析

非金屬材料的正?；旌?，內(nèi)壁會(huì)有小小的裂紋，可以通過(guò)王水腐蝕樣品對(duì)其進(jìn)行觀察。裂紋發(fā)展是穿晶型，內(nèi)壁出現(xiàn)裂縫、狀態(tài)良好、裂紋分布樹附近會(huì)主要結(jié)成穿晶混合晶體，一點(diǎn)點(diǎn)向裂縫深處擴(kuò)展從而形成內(nèi)室化合物，這些典型特征是不銹鋼應(yīng)力腐蝕的結(jié)果。此外，還指出了對(duì)外墻出現(xiàn)裂縫形式。因此，可以看出在裂縫處的殘余部分具有高氯，其根本原因是氯被吸附在其腐蝕的不銹鋼上，由于壓力的影響，熱管內(nèi)氣體的交換，不銹鋼表面保護(hù)膜會(huì)被破壞，通過(guò)連續(xù)的分解和演化，形成了微裂縫，應(yīng)力腐蝕裂開的膜會(huì)形成擴(kuò)張性的大塊地區(qū)，在不斷的壓力之中，地區(qū)性的脆弱性會(huì)變得更加敏感。

2 腐蝕原因分析

2.1 腐蝕判斷

部分管子會(huì)有脆弱的斷裂處，典型的疲勞斷裂的管道在一端會(huì)有許多龜裂，其中會(huì)有裂縫和腐蝕的孔，這是典型的應(yīng)力腐蝕，通過(guò)分析腐蝕方式的結(jié)果，可以得出，腐蝕的原因是應(yīng)力腐蝕明顯的損傷主要分布在疲勞斷裂的漏點(diǎn)處，管中的水會(huì)變成水蒸氣，而在加熱的蒸汽的環(huán)境中更“適合”氯的嚴(yán)重腐蝕。

2.2 腐蝕機(jī)理

2.2.1 氯離子腐蝕機(jī)理

到目前為止，通過(guò)氯離子的活性狀態(tài)，可以判斷出金屬的機(jī)理，但兩個(gè)部分可以劃分成相膜理論的觀點(diǎn)，氯離子半徑小，所以透過(guò)力強(qiáng)，因此它容易在氧化膜刺一樣的小洞之間，與金屬表面的可溶性化合物進(jìn)行結(jié)合，致使氧化膜結(jié)構(gòu)變化、金屬腐蝕。吸附氯離子形成氧化膜破壞的理論根源，是因?yàn)槁入x子吸附能力強(qiáng)大，但金屬吸附能力卻不夠，所以金屬表面的金屬氧氯離子的被動(dòng)狀態(tài)會(huì)決定金屬表面是否含氧，金屬離子在金屬的表面是否會(huì)被被覆蓋，借此進(jìn)而確定產(chǎn)品的使用是否會(huì)被放緩。由于它不屬于金屬表面，所以是一個(gè)不穩(wěn)定的產(chǎn)品。

2.2.2 應(yīng)力腐蝕機(jī)理

壓力罐的腐蝕達(dá)到45%，因此不銹鋼壓力容器的應(yīng)力腐蝕非常重要，應(yīng)力腐蝕是伸展的應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的結(jié)合導(dǎo)致的低氣壓的斷裂，應(yīng)力腐蝕通常會(huì)伸展并運(yùn)動(dòng)，不僅在應(yīng)力腐蝕環(huán)境的作用下，還經(jīng)常有特殊的腐蝕介質(zhì)。氯離子的腐蝕介質(zhì)中含有氧和硫酸，因此溶液的硫化氫應(yīng)力腐蝕變得更加容易，應(yīng)力腐蝕斷裂的主要原因是氯離子濃度和溫度的關(guān)系。

2.2.3 腐蝕條件

應(yīng)力腐蝕的裂縫的應(yīng)力主要是加工和制造過(guò)程開始形成的殘分應(yīng)力以及溫度梯度引起的熱應(yīng)力，我們不能創(chuàng)造壓力和真空管道內(nèi)的平均溫度是123℃，殼道路的平均溫度為275℃，溫度150℃時(shí)存在較大的熱應(yīng)力，真空管道內(nèi)壓差1.1 MPa，這是氯主要的源頭，由于熱系統(tǒng)的來(lái)源復(fù)雜，所以不能保證其質(zhì)量，氯離子的直徑為18 ppm，會(huì)對(duì)不銹鋼產(chǎn)生高水平的腐蝕。

3 應(yīng)對(duì)設(shè)備腐蝕的措施

3.1 制造安裝

在安裝階段，主要去除應(yīng)力的生產(chǎn)過(guò)程中，管道及設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格控制接口的錯(cuò)誤，削弱產(chǎn)生的組裝的壓力，為了減少焊接的縫隙，應(yīng)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接，從而減少不必要的應(yīng)力集中。避免裝配應(yīng)力的必要性，消除了目前一些國(guó)家的廠商整體的能力，因此，企業(yè)選擇時(shí)要關(guān)注技術(shù)角度，考慮壓力的影響因素。

3.2 運(yùn)行維護(hù)

工作階段，為了確保水質(zhì)，對(duì)工作順序與參數(shù)變動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化，避免產(chǎn)生疲勞的腐蝕，不銹鋼管的應(yīng)力腐蝕加速流出。首次發(fā)生疲勞泄漏的管道，三年內(nèi)會(huì)是腐蝕發(fā)生的高峰期。因此看到周圍的管道腐蝕嚴(yán)重，為防止加熱器的泄漏，要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)加緊維護(hù)。

3.3 停運(yùn)保養(yǎng)

加熱器的使用壽命特別重要。資料顯示，懸浮狀態(tài)、水氯離子的濃度超過(guò)10倍，因此，在正常運(yùn)行中，即使過(guò)程中沒(méi)有達(dá)到臨界腐蝕濃度的氯離子濃度，也不應(yīng)在關(guān)閉后維持不應(yīng)有的濃度，這可能造成嚴(yán)重的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)?？梢圆捎酶稍锏酿B(yǎng)護(hù)和氮?dú)獾目刂苾煞N方式以保持其使用壽命。在進(jìn)行維修前，應(yīng)采用除鹽水沖洗以外的方法，這樣會(huì)使氯離子濃度降低到安全的范圍內(nèi)，在設(shè)備停止后，應(yīng)及時(shí)維護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

不銹鋼加熱器在工作的過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不注意而導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕損壞會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以加熱器的選擇、制造、使用和維護(hù)都必須嚴(yán)格控制，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

[1] 寧宇恒，寧宇鵬.電廠熱網(wǎng)加熱器換熱管失效原因分析與對(duì)策[J].吉林電力，2009，（3）.

[2] 楊世偉，常鐵軍.材料腐蝕與防護(hù)[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2007.

Stress Corrosion Failure Analysis of Heat Exchanger in Polymer Heater

Chen Xue-zhong

The heat exchange pipe is an important equipment. During the operation of the thermal power plant， if there is a leak，it will affect the whole operation of the thermal power plant， and even lead to the equipment outage， which seriously affects the winter heating. In this paper， the heat transfer pipe equipment of the thermal power plant is introduced firstly， then the corrosion test is analyzed.Finally， the reason of corrosion is discussed.

heater；heat transfer tube；corrosion

TQ333.4

B

1003–6490（2017）10–0134–02

2017–07–20

陳學(xué)忠（1975—），男，江蘇江都人，主要研究方向?yàn)榛すこ獭?/p>