我們假設(shè)開(kāi)裂的不銹鋼管帽化學(xué)成分在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),從金相組織、夾雜混合物、掃描電鏡觀察等來(lái)看。不銹鋼管帽最終熱處理的溫度過(guò)低或熱處理時(shí)退火保溫時(shí)間不夠,導(dǎo)致合金元素未完全退火,在晶粒邊界聚集的合金化合物阻礙了晶粒的長(zhǎng)大,不銹鋼板材原始軋制過(guò)程中形成的細(xì)晶粒條帶未完全消除,減弱了不銹鋼的高溫強(qiáng)度。不銹鋼管帽里面邊緣的裂紋形貌表明材料的失效模式為沿晶開(kāi)裂,說(shuō)明晶界強(qiáng)度弱于晶內(nèi)強(qiáng)度,溝槽向細(xì)晶粒條帶靠近的趨勢(shì)也說(shuō)明,細(xì)晶粒區(qū)易于被沖刷腐蝕。
不銹鋼本身為耐高溫的材料,根據(jù)當(dāng)前的檢側(cè)結(jié)果認(rèn)為在裝置運(yùn)行過(guò)程中未引人其它腐蝕介質(zhì),裝置失效的成因?yàn)闆_刷腐蝕。除了不銹鋼管帽基體組織存在細(xì)晶粒條帶、合金元素未完全退火外,高溫蒸汽因流速高,在不銹鋼管帽受阻處形成渦流沖蝕是裝置失效的重要原因。
綜上所述,不銹鋼管件廠采取以下方式防止換熱管不銹鋼管帽失效問(wèn)題:
(1)若蒸汽進(jìn)出口流速不能改變,可以將進(jìn)人出口管線支管的管頭改造為喇叭口,將喇叭口的最大內(nèi)徑擴(kuò)大為支管內(nèi)徑一倍或以上,可有效地降低進(jìn)入換熱管的蒸汽流速,改變蒸汽流向。使不銹鋼管帽端頭不致產(chǎn)生渦流。
(2)觀察到焊縫比基體更耐磨,可以在管帽內(nèi)部折邊處堆焊耐高溫氧化、耐磨的焊縫,提高該部位的抗沖刷腐蝕能力,堆焊焊縫也可使該部位曲率半徑增大,過(guò)渡光滑,分散流體的沖刷力。
(3)嚴(yán)格控制不銹鋼管帽熱沖成型工藝和退火處理工藝。保證退火處理的溫度和保溫時(shí)間,使鉻(Cr)完全溶解于奧氏體中,不僅使奧氏體組織更為均勻,更能提高不銹鋼管帽在高溫環(huán)境下的耐沖刷腐蝕的性能。