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金屬軟管開裂原因及預(yù)防措施

2021-02-03 05:19:08 hualin

1、概述


本裝置共有三臺(tái)氣化爐,每臺(tái)氣化爐有四臺(tái)工藝燒嘴,其燒嘴冷卻水進(jìn)出口管線均采用金屬波紋軟管連接,提高了檢修效率,該金屬軟管運(yùn)行一定周期后,發(fā)生漏泄現(xiàn)象,嚴(yán)重制約生產(chǎn)。金屬波紋軟管規(guī)格DN50mm、PN10 MPa、壁厚約4mm、長(zhǎng)度3m 共有24根,波紋管按照GB/T14525—1993制造,使用材質(zhì)包括:活套法蘭304、接管304、絲網(wǎng)1Cr18Ni9、波紋管0Cr18Ni9。波紋管內(nèi)介質(zhì)為脫鹽水,管外為大氣,波紋管外套有不銹鋼絲網(wǎng),尾端與接管焊接,但波紋管和接管焊接部位沒有有效保護(hù),工作溫度為常溫,工作壓力為2.1MPa。波紋管、絲網(wǎng)和接管的連接結(jié)構(gòu)見下圖,

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2、金屬波紋軟管損壞原因分析:


1)環(huán)境因素,奧氏體不銹鋼對(duì)氯離子的應(yīng)力腐蝕比較敏感,而金屬軟管在潮濕大氣環(huán)境下工作有氯離子導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕失效的可能,由于氯離子導(dǎo)致網(wǎng)套鋼絲產(chǎn)生大量的點(diǎn)腐蝕坑和應(yīng)力腐蝕開裂,相當(dāng)多的鋼絲發(fā)生斷裂,部分鋼絲產(chǎn)生點(diǎn)蝕坑而導(dǎo)致有效截面減少。剩余鋼絲的強(qiáng)度不足以承受波紋管的內(nèi)壓而過載拉斷,以致絲網(wǎng)發(fā)生大范圍斷裂(實(shí)際是整圈絲斷裂),導(dǎo)致內(nèi)部波紋管失去絲網(wǎng)的保護(hù)和軸向伸長(zhǎng)的約束,波紋管遭到過度彎曲,在波紋管與短接管焊接的薄弱處產(chǎn)生過載而斷裂。鋼絲上的氯離子來源于潮濕的含大量氯離子的大氣, 氯離子導(dǎo)致鋼絲產(chǎn)生大量的點(diǎn)腐蝕坑和應(yīng)力腐蝕開裂。


2)材料的冶煉質(zhì)量、組織狀態(tài)不符合要求。通過分析絲網(wǎng)的成分與金相,表明這批絲網(wǎng)的鋼絲不屬于產(chǎn)品規(guī)格中的1Cr18Ni9,Cr 含量偏低,Ni 含量顯著偏低,Mn 含量偏高。雖鋼絲的金相分析表明是屬于奧氏體單項(xiàng)組織, 但這種成分的不銹鋼既不屬于常用的Cr-Ni 奧氏體不銹鋼,屬于非標(biāo)準(zhǔn)型的不銹鋼;不銹鋼波紋管的材質(zhì)為0Cr18Ni9,即304不銹鋼,波紋管本體包括管端的焊接均未發(fā)現(xiàn)有氯離子應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象,實(shí)踐證明,波紋管在與網(wǎng)套同樣的外界環(huán)境中沒有發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。


3)焊接因素,焊接處存在嚴(yán)重缺陷,將更加促使裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。波紋管外表面,斷口一部分受擠壓擦傷,中間有一清晰的枝晶疏松斑區(qū),波紋管焊接質(zhì)量不好,有氣孔、枝晶疏松缺陷,使壁厚的有效面積減小。


3、預(yù)防措施


1) 為徹底解決金屬軟管的應(yīng)力腐蝕失效問題,建議將絲網(wǎng)材質(zhì)由1Cr18Ni9改為UNS434(國產(chǎn)牌號(hào)為1Cr17Mo)鐵素體不銹鋼,波紋管本體材質(zhì)由0Cr18Ni9 改為UNS316( 國產(chǎn)牌號(hào)為0Cr17Ni12Mo2),材料中含Mo 可以抵抗點(diǎn)蝕,應(yīng)力腐蝕開裂的發(fā)生與發(fā)展也較緩慢;同時(shí)嚴(yán)格控制波紋管焊接質(zhì)量,加強(qiáng)波紋管和接管焊接部位有效保護(hù),從而可有效避免安裝過程中遭到破壞。


2) 應(yīng)建立波紋管定期檢驗(yàn)制度,對(duì)全部軟管均進(jìn)行檢驗(yàn),檢查斷絲情況是檢驗(yàn)的重點(diǎn),如果斷絲過多,視情況進(jìn)行水壓試驗(yàn)或更換。


4、效果


采取以上措施,現(xiàn)裝置100%負(fù)荷運(yùn)行,各運(yùn)行參數(shù)較為穩(wěn)定,均符合工藝指標(biāo),完全能夠滿足生產(chǎn)需要,為公司“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。