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冷卻器的腐蝕破壞怎么樣

2020-08-26

近年來,冷卻器的低應力破壞已引起國內外熱交換器工作者極大的關注。它的嚴重性正是在于破壞發生在遠低于屈服極限的應力狀態下。應力腐蝕裂紋(SCC)就是低應力破壞類型之一。某些情況下,在材料屈服極限的10左右:

〔1〕就可能發生應力腐蝕破壞。這種型式的裂紋常起始于細小裂紋,然后深深穿透材料,后導致泄漏或斷裂。由于它發生在許多設計應力范圍之內,而且在使用過程中突然、無征兆地發生破裂,因此應力腐蝕破壞被認為是極其危險的一種破壞模式。

〔2〕表明了不銹鋼管應力腐蝕破裂的嚴重狀況(裂紋的方向垂直于拉應力方向).

值得注意的是,應力腐蝕裂紋只有在特定環境和拉伸應力同時存在的條件下才會產生。產生應力腐蝕裂紋的環境是一種中等侵蝕性環境,即發生應力腐蝕時并沒有明顯的腐蝕跡象。所謂特定環境,是指不同的材料對環境具有不同的敏感性。

表明了氯離子和溶解氧在260℃水蒸汽中對18-8型不銹鋼(18Cr,8Ni加鈮)應力腐蝕的綜合影響,試驗時試件應力超過了材料的屈服限。從可見,在氧離子存在的狀況下,氯離子濃度僅僅幾個P.P.m就可能導致應力腐蝕。

氯離子和溶解氧在260℃水蒸汽中奧氏體不銹鋼在氯離子溶液中對18-8型不銹鋼(18Cr,8Ni加應力腐蝕斷裂時間與溫度的關系(42Nb)應力腐蝕的綜合效應MgCl2溶液,323MPa應力水平)像大多數化學反應一樣,升高溫度會加速裂紋效應。

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以上表明了溫度是影響奧氏體不銹鋼在氯離子溶液中斷裂時間的一個十分顯著的因素。

產生應力腐蝕裂紋的應力是靜態拉應力,而不是動態循環載荷拉應力。表明了應力腐蝕裂紋垂直于拉應力方向。當拉應力值高時,應力腐蝕裂紋易于發生(見),門檻值應力大約在屈服極限的10至70范圍內。但是,由于應力腐蝕裂紋與環境因素和溫度有關,因此,對于各種不同的使用條件,就很難確定一一對應的門檻值應力。已表明:降低拉伸應力是防止應力腐蝕破壞的一條有效途徑。不銹鋼的應力腐蝕抗力列管式冷卻器往往是在壓力、溫度和環境因素組合的苛刻條件下工作,面臨著應力腐蝕導致的嚴重后果。由于應力腐蝕裂紋是結構在靜態拉伸應力和某一環境條件同時存在的狀況下產生,消除或改變這兩個因素中的任何一個均可降低或消除對應力腐蝕裂紋的敏感性。然而,環境因素往往難以改變,因此,在設計中,選擇合理結構,設法降低拉應力或使結構保持壓應力狀態是防止應力腐蝕破壞的一條有效途徑。

對于固定式冷卻器,一些結構參數,如殼體直徑、管子規格和長度通常由工藝過程設計所選定,邊界支承條件根據密封和檢修要求確定。在結構設計中,有兩個問題須要注意,這兩個方面將影響熱交換器的應力狀態。如果處理得當,將有效防止應力腐蝕破壞。

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