上端蓋由304大直徑厚壁鋼管制成。蒸發(fā)器為ZF-40T型;工作壓力:殼體11kGF/OM2(7.87315105帕),管8kgf/cm3 (78。45320104帕););工作溫度:殼體27500,管175;蒸汽量40t/h。給水溫度160。經(jīng)過一年的累積運(yùn)行,發(fā)生了泄漏。通過探傷,發(fā)現(xiàn)大直徑厚壁鋼管上有14處大小裂紋。裂紋分布在連接肋板和端蓋殼體,的角焊縫附近,距離焊縫邊緣不超過20毫米。裂紋開始從殼體,的內(nèi)壁向外表面擴(kuò)展,形成穿透裂紋,裂紋附近的金屬沒有變形。此外,頭部內(nèi)壁有許多棕紅色腐蝕產(chǎn)物和腐蝕坑。
據(jù)分析,加熱器大直徑厚壁鋼管的介質(zhì)條件為:pH11.8,溶解固體物質(zhì)11290毫升;4337毫克/升;cl-1150 MGll;N03 1840毫克/升,S102 2000地毯廠升;C02 18毫克當(dāng)量/升,oh-36毫克當(dāng)量/升;酚酞堿度93毫克當(dāng)量/升;不銹鋼換熱管廠家甲基堿度4 nag當(dāng)量/升;加入氨水處理NH42 ~ 3毫克/升.這表明水含有鈉并且是堿性的,并且由于肋板附近的焊縫中的諸如咬邊和閃光的缺陷導(dǎo)致的不合理的焊接結(jié)構(gòu),上封頭具有大的焊接應(yīng)力。
斷裂分析。沿裂紋開裂后,斷口相對平整,有厚的棕黑色氧化銹和一層白色的鹽堿垢,表明鹽堿水滲入裂紋縫隙,濃縮蒸發(fā)后仍保持白色鹽堿垢。如果對裂紋附近的大直徑厚壁鋼管進(jìn)行宏觀腐蝕取樣,可以發(fā)現(xiàn)主裂紋平行于焊縫,且有更多的分支裂紋。
微觀分析表明,不銹鋼換熱器管裂紋源出現(xiàn)在上蓋殼體內(nèi)壁焊縫的熱影響區(qū),主裂紋粗大而鈍。裂紋附近組織無異常,為鐵素體和珠光體,晶粒度為6 ~ 8級。裂紋要么是穿晶的,要么是沿晶的。
對大直徑厚壁鋼管材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織和冶金質(zhì)量進(jìn)行了復(fù)檢。結(jié)果表明,材料質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)上述試驗結(jié)果,大直徑厚壁鋼管的斷裂原因是由于上蓋板在堿性鹽水中焊接過程中存在相當(dāng)大的殘余應(yīng)力,導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕斷裂(堿脆)。距上蓋板焊縫20 mm處裂紋的全貌。預(yù)防措施是尋找消除大直徑厚壁鋼管殘余應(yīng)力的方法,提高焊接質(zhì)量。這個問題可以解決。