金屬軟管開裂原因及預防措施
1、概述(shu)
本裝(zhuang)置共有(you)(you)三(san)臺氣(qi)化(hua)爐(lu),每臺氣(qi)化(hua)爐(lu)有(you)(you)四臺工藝燒嘴(zui),其(qi)燒嘴(zui)冷卻水(shui)進(jin)出口(kou)管(guan)線均(jun)采用(yong)金屬(shu)(shu)波(bo)(bo)紋(wen)軟管(guan)連(lian)接(jie),提高了檢修效(xiao)率,該(gai)金屬(shu)(shu)軟管(guan)運行(xing)一定周期后,發生漏泄(xie)現象(xiang),嚴重制約生產。金屬(shu)(shu)波(bo)(bo)紋(wen)軟管(guan)規格(ge)DN50mm、PN10 MPa、壁厚約4mm、長度(du)3m 共有(you)(you)24根,波(bo)(bo)紋(wen)管(guan)按照GB/T14525—1993制造,使用(yong)材質(zhi)包括:活套法(fa)蘭304、接(jie)管(guan)304、絲網(wang)1Cr18Ni9、波(bo)(bo)紋(wen)管(guan)0Cr18Ni9。波(bo)(bo)紋(wen)管(guan)內介質(zhi)為脫鹽水(shui),管(guan)外為大氣(qi),波(bo)(bo)紋(wen)管(guan)外套有(you)(you)不銹鋼絲網(wang),尾端與接(jie)管(guan)焊接(jie),但波(bo)(bo)紋(wen)管(guan)和接(jie)管(guan)焊接(jie)部(bu)位沒有(you)(you)有(you)(you)效(xiao)保(bao)護,工作溫(wen)度(du)為常溫(wen),工作壓力(li)為2.1MPa。波(bo)(bo)紋(wen)管(guan)、絲網(wang)和接(jie)管(guan)的連(lian)接(jie)結構見(jian)下(xia)圖,
2、金屬波紋軟管損壞(huai)原因分析(xi):
1)環境因素,奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)對(dui)氯(lv)離(li)子的(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)比較敏感,而金屬軟管(guan)在潮(chao)濕(shi)大氣(qi)(qi)環境下工作有氯(lv)離(li)子導(dao)致(zhi)(zhi)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效的(de)(de)(de)可能(neng),由于氯(lv)離(li)子導(dao)致(zhi)(zhi)網(wang)套鋼(gang)(gang)絲(si)產(chan)生(sheng)大量的(de)(de)(de)點(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)坑(keng)和(he)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂,相當多的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)絲(si)發生(sheng)斷(duan)(duan)裂,部分鋼(gang)(gang)絲(si)產(chan)生(sheng)點(dian)蝕(shi)(shi)坑(keng)而導(dao)致(zhi)(zhi)有效截面(mian)減(jian)少。剩余鋼(gang)(gang)絲(si)的(de)(de)(de)強(qiang)度不足以承受波紋(wen)管(guan)的(de)(de)(de)內壓而過載拉斷(duan)(duan),以致(zhi)(zhi)絲(si)網(wang)發生(sheng)大范(fan)圍(wei)斷(duan)(duan)裂(實際是整圈絲(si)斷(duan)(duan)裂),導(dao)致(zhi)(zhi)內部波紋(wen)管(guan)失(shi)去(qu)絲(si)網(wang)的(de)(de)(de)保護和(he)軸向伸長的(de)(de)(de)約束,波紋(wen)管(guan)遭到過度彎曲,在波紋(wen)管(guan)與短接管(guan)焊接的(de)(de)(de)薄弱處產(chan)生(sheng)過載而斷(duan)(duan)裂。鋼(gang)(gang)絲(si)上的(de)(de)(de)氯(lv)離(li)子來源于潮(chao)濕(shi)的(de)(de)(de)含大量氯(lv)離(li)子的(de)(de)(de)大氣(qi)(qi), 氯(lv)離(li)子導(dao)致(zhi)(zhi)鋼(gang)(gang)絲(si)產(chan)生(sheng)大量的(de)(de)(de)點(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)坑(keng)和(he)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂。
2)材料(liao)的(de)冶煉質量、組織狀態不(bu)(bu)符(fu)合要求。通過(guo)分(fen)析絲(si)網(wang)的(de)成分(fen)與金(jin)相,表明這(zhe)批絲(si)網(wang)的(de)鋼(gang)絲(si)不(bu)(bu)屬于(yu)產品規格中的(de)1Cr18Ni9,Cr 含(han)量偏(pian)(pian)低(di),Ni 含(han)量顯著偏(pian)(pian)低(di),Mn 含(han)量偏(pian)(pian)高。雖(sui)鋼(gang)絲(si)的(de)金(jin)相分(fen)析表明是(shi)屬于(yu)奧氏體(ti)單項(xiang)組織, 但這(zhe)種成分(fen)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)既不(bu)(bu)屬于(yu)常用的(de)Cr-Ni 奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),屬于(yu)非標(biao)準型的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang);不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)波紋(wen)管(guan)的(de)材質為0Cr18Ni9,即304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),波紋(wen)管(guan)本體(ti)包括管(guan)端(duan)的(de)焊接(jie)均未發現有氯(lv)離子應(ying)力腐蝕(shi)現象,實踐(jian)證明,波紋(wen)管(guan)在與網(wang)套同樣的(de)外界(jie)環(huan)境中沒有發生應(ying)力腐蝕(shi)斷裂。
3)焊接(jie)(jie)因素,焊接(jie)(jie)處存在嚴(yan)重缺陷,將(jiang)更加促(cu)使裂紋的產生和擴展。波紋管(guan)外表面(mian),斷口(kou)一部分(fen)受擠壓擦傷(shang),中間(jian)有一清晰的枝晶疏松斑區,波紋管(guan)焊接(jie)(jie)質量不(bu)好,有氣孔(kong)、枝晶疏松缺陷,使壁(bi)厚的有效(xiao)面(mian)積減小。
3、預防措(cuo)施(shi)
1) 為(wei)(wei)(wei)徹底解決金屬軟管的(de)(de)應(ying)力(li)腐蝕(shi)失效問題,建議將絲(si)網(wang)材質由1Cr18Ni9改為(wei)(wei)(wei)UNS434(國產牌號為(wei)(wei)(wei)1Cr17Mo)鐵素體不銹鋼,波紋管本體材質由0Cr18Ni9 改為(wei)(wei)(wei)UNS316( 國產牌號為(wei)(wei)(wei)0Cr17Ni12Mo2),材料(liao)中(zhong)含(han)Mo 可以抵抗(kang)點蝕(shi),應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)發生與發展也較(jiao)緩慢;同時嚴格(ge)控制波紋管焊接質量,加強波紋管和接管焊接部位(wei)有效保護,從而可有效避免安(an)裝過(guo)程中(zhong)遭到破(po)壞。
2) 應建立波紋(wen)管定(ding)期檢(jian)驗制度,對全部(bu)軟(ruan)管均進行檢(jian)驗,檢(jian)查斷絲(si)情況是檢(jian)驗的重點,如果斷絲(si)過(guo)多,視(shi)情況進行水(shui)壓試(shi)驗或更換。
4、效(xiao)果
采取以上措(cuo)施,現裝置100%負荷(he)運(yun)(yun)行,各運(yun)(yun)行參(can)數(shu)較為(wei)穩定(ding),均符合工(gong)藝(yi)指(zhi)標,完全能夠滿足生(sheng)產需(xu)要(yao),為(wei)公(gong)司“安(an)、穩、長(chang)、滿、優”運(yun)(yun)行奠定(ding)了堅實(shi)的基礎(chu)。