泄露現(xiàn)象:很多換熱管與管板鏈接焊縫管板側(cè)泄露,判斷為管板腐蝕泄露。
問題1、為什么腐蝕了,屬于什么腐蝕。電化學(xué)腐蝕嗎?
問題2、為啥泄露點(diǎn)都在角焊縫周圍,平焊縫的沒有漏點(diǎn)。
可能原因:
1、電位差腐蝕:
管板碳鋼,管頭焊縫為不銹鋼,管橋電位差腐蝕。
水中的微生物和顆粒物在管橋沉積并聚集氯離子。
平焊的稍微好點(diǎn),管橋不容易沉積污垢,都被流體帶走了,但電位差是存在的,過段時間腐蝕也會加劇。
電偶腐蝕很明顯,應(yīng)該是直接原因。不過從腐蝕形貌看,管板發(fā)生了嚴(yán)重的均勻腐蝕,可能是管程水中含氧量超標(biāo),或其它腐蝕介質(zhì)超標(biāo),緩蝕劑不足等引起的,可能某個點(diǎn)腐蝕穿孔以后,殼程腐蝕介質(zhì)串到管程,形成酸性腐蝕環(huán)境,加速腐蝕。殼程壓力可能略大于管程。
同樣的工況,曾經(jīng)是否用過碳鋼或低合金換熱管,且使用壽命比現(xiàn)在這樣材質(zhì)搭配的時間長。目前這樣的設(shè)計(jì),只要管程水對碳鋼(低合金鋼)有腐蝕,一定加劇,一則電位差,二則殘余應(yīng)力增大。
2、材質(zhì)原因:
合理的設(shè)計(jì)應(yīng)該采取復(fù)合板作為管板。管板碳鋼,管頭焊縫為不銹鋼,容易出現(xiàn)管橋電位差腐蝕。可能是材質(zhì)性能差,熔合與熱影響區(qū)的成份、組織以及殘余應(yīng)力。
3、有機(jī)酸腐蝕:
電位差應(yīng)該沒腐蝕應(yīng)該不會那么快,要看管束走的啥水?循環(huán)水?凝結(jié)水?尤其化工企業(yè)凝結(jié)水的腐蝕是比較快的。
4、工藝原因:
電位差腐蝕管板有沒有堆焊層?最大的不妥可能就是無堆焊或者未采取復(fù)合板,加上熱膨脹不一樣,熔合區(qū)也有馬氏體組織。
應(yīng)注意預(yù)防冬天碳鋼管頭焊縫的馬氏體。那冬天碳鋼管頭為什么容易出馬氏體?冷卻太快,等于淬火,容易產(chǎn)生裂紋。焊接動火的最低溫度有規(guī)定的,尤其北方冬季施工很多室外需要擋風(fēng)棚及電預(yù)熱。管板太厚,更容易產(chǎn)生淬硬組織,焊址裂紋,沿應(yīng)力集中的焊址處形成的冷裂紋,在熱影響區(qū)內(nèi)擴(kuò)展。
5、設(shè)計(jì)原因:
殼程是R245fa制冷劑,制冷介質(zhì),膨脹發(fā)電行業(yè)的制冷劑。五氟丙烷,是一種無色透明易流動液體,具有揮發(fā)性,沸點(diǎn)15.3℃ ,在常溫常壓下穩(wěn)定,主要用于冰箱、板材聚氨酯絕熱材料發(fā)泡等。作制冷劑時,代號為R245fa。
氟有強(qiáng)腐蝕性,五氟丙烷揮發(fā)或分解以后有嚴(yán)重腐蝕。
有應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)的設(shè)計(jì)選材,殼程能選碳鋼材料嗎?這是設(shè)計(jì)要考慮的問題。介質(zhì)確定了,選材既要考慮材料強(qiáng)度和應(yīng)力,如何減小殘余應(yīng)力、一次應(yīng)力和二次應(yīng)力,還要考慮異種鋼焊接接頭問題。
6、這種情況,已成成品,還有方式補(bǔ)救嗎?比如防腐涂料?
管橋都沒有了,是沒辦法補(bǔ)救的,補(bǔ)焊后做管板防腐,也不行,最好是換管板,在管橋上用氬弧焊堆焊,把管橋全覆蓋,或爆炸復(fù)合不銹鋼。
管箱可以用一段時間換新的,管板又不能經(jīng)常換新的,這是典型的頭疼醫(yī)頭,腳疼醫(yī)腳,哪節(jié)腐蝕換哪節(jié),哪根腐蝕換哪根。只看現(xiàn)象不看本質(zhì)。一個勁地升材質(zhì)的情況比較多,不綜合考慮最后還是有問題。
7、延伸問題的討論:異種鋼焊接問題討論
根據(jù)今天的討論,電位差腐蝕,水這種有導(dǎo)電問題的,都不應(yīng)選異種鋼焊接接頭,包括走水的管路,也不應(yīng)該有異種鋼焊接接頭。
在壓力容器選材時,與介質(zhì)直接接觸的,尤其是有應(yīng)力腐蝕的,是禁止異種鋼焊接的。
但像換熱管管箱,內(nèi)襯不銹鋼的碳鋼法蘭可以與不銹鋼筒體對接(焊接);支座本體材質(zhì)為碳鋼時,為使墊板與筒體(不銹鋼)保持材質(zhì)的一致性,墊板可以選擇不銹鋼。凡 是類似于這種不直接與介質(zhì)接觸的狀況,允許采用異種鋼的焊接。
奧氏體不銹鋼零部件在加工、熱處理、裝配、儲運(yùn)及使用等過程中,如果沒有嚴(yán)格的表面防護(hù)或隔離措施,難免與鐵素體鋼(注意,不是單指鐵素體不銹鋼)接觸,導(dǎo)致表面鐵的沉積,沉積物起始為游離態(tài)鐵素體,常以粒子形態(tài)存在,這種現(xiàn)象稱為鐵素體污染。
鐵素體污染會破壞奧氏體不銹鋼表面的鈍化膜,在一定的腐蝕環(huán)境中,可能會誘發(fā)電偶腐蝕、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等。
如果鐵素體只是粘附于不銹鋼表面,未侵入不銹鋼基體,在空氣中放置一段時間后表面會有明顯的銹跡。這是發(fā)生了電偶腐蝕,鐵粒子作為陽極優(yōu)先腐蝕,不銹鋼作為陰極得到了保護(hù),這種情況下鐵素體污染對不銹鋼基本的破壞作用很小。
如果鐵粒子嵌入不銹鋼表面,同樣會破壞不銹鋼表面鈍化膜的完整性,當(dāng)暴露于腐蝕介質(zhì)中時,鐵素體污染降低了不銹鋼的點(diǎn)蝕電位,增大了不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕的傾向,這是比較危險(xiǎn)的。
另外,不銹鋼焊接與大的鋼結(jié)構(gòu)同在一個車間鐵離子污染的問題更嚴(yán)重!它不是鑲嵌的問題而是進(jìn)入熔池降低不銹鋼焊縫性能。
國內(nèi)類似情況較多!但是如果按這樣的環(huán)境來看,估計(jì)國內(nèi)90%工廠都不達(dá)標(biāo),?尤其是在現(xiàn)場安裝的不銹鋼或復(fù)合板壓力容器滅,大環(huán)境下,到處都有碳鋼的影子,難道就不施工了?我只想說,這只是理論來下,除非真空環(huán)境,否則這個環(huán)境不可能達(dá)到這樣完美的區(qū)分的。
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