哪些原因會(huì)螺旋板換熱器的管板失效?

　　1、管板材料

　　管板采用20R鍛造處理，管板的直徑為1.5m，管板厚為200mm，管板與管子的連接采用脹接后焊接。一般螺旋板換熱器的管板上有許多條裂紋，且管板上半部裂紋比較集中。裂紋多起源于管板與管束接頭間隙處，裂紋呈環(huán)向及徑向從管束開始向管板延伸。

　　2、腐蝕介質(zhì)

　　腐蝕物中主要含有Fe、Al、C、S、Si、O、Cu。其中Fe、Cu主要來源于鋼材本身。C和S來源于油品中，O、Si、Al來自硅鋁酸鹽裂化催化劑。如果管板開裂，管程中的油品進(jìn)入到裂紋當(dāng)中，會(huì)產(chǎn)生較大的腐蝕作用。

　　3、管板組織

　　螺旋板換熱器的管板斷口平整，顏色灰暗，沒有塑性變形，屬于脆性斷裂。裂紋起源于溝槽處，呈樹枝狀向外發(fā)散，尾部尖銳，瞬斷區(qū)的宏觀斷口平整，外觀比較清晰。裂紋宏觀形貌具有應(yīng)力腐蝕裂紋的典型形貌特征。

　　4、斷口及腐蝕產(chǎn)物

　　使用掃描電鏡對(duì)斷口進(jìn)行掃描觀察，它的平面是斷裂單元，在裂紋擴(kuò)展區(qū)，裂縫起源于晶粒內(nèi)的非金屬夾雜物或硬質(zhì)點(diǎn)，斷口微觀形貌如河流花樣一般從小中心向四周擴(kuò)展，形態(tài)短而彎曲，支流較少，且擴(kuò)展連續(xù)。螺旋板換熱器的管板微觀裂紋形貌為樹枝狀分枝，裂紋尾部尖銳，裂紋多以穿過晶界為主，伴隨著少量的沿晶，說明斷裂接近應(yīng)力腐蝕斷裂。

　　5、應(yīng)力腐蝕

　　當(dāng)管板在應(yīng)力作用下，金屬表面的缺陷處或夾雜物形成微裂紋源，孔隙內(nèi)外溶液不容易對(duì)流和擴(kuò)散。由于裂紋內(nèi)金屬離子和氫離子增多，為了維持電中性，裂紋外的硫陰離子移至縫內(nèi)，形成腐蝕性酸，使裂紋內(nèi)腐蝕以自催化方式繼續(xù)進(jìn)行。

　　螺旋板換熱器的管板內(nèi)存在帶狀組織夾雜物等缺陷。由于溫差應(yīng)力、制造應(yīng)力、工作應(yīng)力、殘余應(yīng)力下造成管板內(nèi)有很大的應(yīng)力。通過對(duì)腐蝕產(chǎn)物分析表明管板出現(xiàn)裂紋時(shí)，管程中的油品進(jìn)入到裂紋當(dāng)中進(jìn)一步加速了腐蝕的發(fā)生。