废热锅炉换热管开裂的原因及改进
2018-09-13
某厂发现设备管箱气体出口处出现锅炉给水,壳程蒸汽出口中有少量H2及CO2,怀疑U型管发生泄漏,遂停车对换热管逐根进行打压的方式检漏,发现泄漏点上腐蚀结垢严重,对腐蚀点进行综合失效分析,得出泄漏是CI-引起奥氏体不锈钢的应力腐蚀。
1 设备基本参数及运行情况
E402废热锅炉是一台结构型式为DKU釜式重沸器的换热设备,壳程设计压力3.85Mpa,设计温度270℃; 管程设计压力9.0Mpa,设计温度430℃。壳程介质高温锅炉给水(脱氧水)中SiO2< 0.1mg/L,CI-≈3mg/L,PH=8.8~9.3,电导<30υs/cm; 管程介质变换气成为H2为53.44%,CO2为41.47%,以及其他微量N2、CO、C H4和H2SO。废热锅炉壳程主要材质为Q345R,换热管采用0Cr18 Ni10Ti管材,管箱采用日本SA387Gr.11CL2,内壁堆焊3mm厚00 Cr19Ni10,管板采用日本SA336Gr.11CL3,管程侧表面堆焊3mm厚00Cr19Ni10,以抗高温氢腐蚀。为了分析换热管裂管原因,首先对锅炉给水中CI-浓度进行检测。根据日监测记录发现,水中CI-浓度都控制在3mg/L左右,水质较差,出现超标现象。
2 失效状况分析
2.1 裂纹分析
裂管主要集中在靠近管板处,如图1所示位置。为了分析裂纹产生原因,对泄漏部位进行取样观察,通过肉眼观测,发现管子外表面有腐蚀点及附于其上的凸起状腐蚀沉淀物,形状不规则,微微泛黄。将沉积物打磨掉以下,发现腐蚀物下面有凹坑及裂纹分布,但尚不能以此判断裂纹成因及开裂性质。

图1 裂管位置
为了分析缝隙内腐蚀产物成分,对裂纹区域进行扫描能谱分析,检测发现腐蚀产物主要成为Cr,微量非金属元素为C1、O和S。分析中能检测到腐蚀产物中含有C1,虽然含量较低,但也足以说明C 1-诱发不锈钢应力腐蚀的可能。……
