不锈钢换热管开裂原因分析

2015-01-13马小强

化工机械 2015年4期

马小强

(天华化工机械及自动化研究设计院有限公司化学工业设备质量监督检验中心)

换热器是冶金、化工、电力及机械等行业常用的热交换设备，其工作环境恶劣，在腐蚀介质和高温高湿的环境中，很容易产生裂纹、腐蚀等失效破坏，降低产品的使用寿命，带来安全隐患[1]。某石化厂的柴油加氢精制装置高压换热器于2004年投用，运行3年后换热管内漏严重，于2007年整体更换管束，运行不久后仍发生内漏，至今已堵漏8根换热管。该类失效直接影响换热器的换热效率且更换管束成本较高，因此，有必要对内漏换热管的失效原因进行分析。笔者在换热管的开裂部位和完好部位分别取样，通过宏观检查、光谱分析、力学性能分析、金相分析、断口扫描电镜(SEM)形貌以及能谱(EDS)分析等手段，探讨了换热管的失效原因并提出了相应建议。

1 换热器运行工况

换热器主要技术参数见表1 ，换热器管束材料为0Cr18Ni10Ti，规格为φ20mm×2.5mm。

表1 换热器主要技术参数

2 试验分析

2.1宏观检查

分析换热管的开裂部位发现，裂纹位于换热管的直管段，裂纹形貌如图1所示，轴向裂纹长约150mm，主裂纹开口宽度约2.5mm，其两端伴有台阶状支裂纹。对该换热管开裂部位进行径向测量未发现明显变形。在换热管开裂区、微裂区和完好区域取样，分别为1#、2#、3#样品，并将1#、3#为金相分析样品，1#样的开裂区为SEM形貌及EDS分析样品。将2#样打断(撕裂样品)，作为1#样开裂区的对比试样，进行SEM形貌及EDS分析。