Thread Content
Коррозионные трещины в трубчатой пластине теплообменников с нержавеющими трубами и меры по предотвращению коррозии. У двух теплообменников с нержавеющими трубами в одной из компаний спустя более года эксплуатации в зоне трубчатой пластины появились проникающие коррозионные трещины. Трещины начинаются в месте соединения трубы с трубной пластиной и постепенно распространяются к другому отверстию трубы. На границе между трубой и трубной пластиной находятся продукты коррозии в виде ржавчины; после удаления этих отложений можно увидеть множество трещин, возникших вокруг отверстия трубы. Теплообменник представляет собой теплообменник с фиксированным теплообменным панелем и 8 трубопроводами; проектное давление в трубопроводах составляет 0,71 Мпа, а в корпусе — 0,3 Мпа ； Разработанная температура: в трубчатом контуре — 170°C, в корпусном контуре — 100°C. В трубчатом контуре находится водяной пар, а в корпусном контуре — масло типа 190. Материал трубчатой пластины и крышки — 1Cr18Ni9Ti, материал теплообменных труб — 0Cr18Ni9. Пар для теплообменника поступает из циркулирующей промышленной воды завода; после нагрева он используется. В конденсате пара содержится много ионов Cl-; концентрация хлоридов (в эквиваленте Cl-) при анализе состава водяного пара составляет 25,5 мг/л. Характеристики трещин соответствуют признакам межкристаллической коррозии (сетчатой) и коррозии под действием напряжений (вдоль кристаллограней); основными компонентами продуктов коррозии являются Fe и Cr; также наблюдается локальное накопление ионов Cl-. Как правило, при температуре 200°C наличие в воде лишь 2PMCl- уже может вызвать коррозию под действием напряжений у нержавеющих сталей аустенитного типа; чаще всего это происходит в виде точечной коррозии или коррозии в зазорах. В конденсате пара этого завода содержание Cl- достигает 25,5 мг/л; такое количество Cl- достаточно для вызова коррозии под действием напряжений между кристаллами в нержавеющей стали при температуре 200–300°C. Результаты анализа также показывают, что на поверхности трещины наблюдается значительное локальное накопление ионов Cl-. После образования микротрещин напряжения в точке её конца становятся чрезвычайно высокими, что приводит к быстрой деформации и усталости этой области. В результате возникают ступени смещения. Повторное появление таких ступеней приводит к повторному разрыву поверхности конца трещины. Это, в свою очередь, способствует ещё более быстрому растворению конца трещины. Таким образом, процесс продолжается, и трещина постепенно углубляется. По мере прогрессирования коррозии и осаждения продуктов её действия в щелях формируется коррозия закрытой батареи, которая под воздействием совместного действия напряжений и коррозии распространяется в виде трещин, углубляющихся вглубь материала. Кроме того, материал теплообменника с нержавеющими трубами не соответствует требованиям, в результате чего снижаются свойства матрицы и границ кристаллов против коррозии между кристаллами и коррозии под действием напряжений между кристаллами. Ионы Cl- в среде, под действием сенсибилизации границ кристаллов и остаточных напряжений, вызывают коррозию под действием напряжений между кристаллами; к тому же ионы Cl- застаиваются в зазорах между трубами и перегородками, что при наличии остаточных напряжений и кислотной самокатализации приводит к коррозии в этих зазорах ； Неметаллические включения, находящиеся вдоль границ кристаллов, приводят к концентрации напряжений и увеличению размера кристаллических зерен. Это, в свою очередь, способствует развитию коррозии. Чтобы противостоять этим процессам, необходимо принять следующие меры по защите от коррозии: 1. Структурно следует избегать образования замкнутых пространств; между трубной пластиной и трубами должен использоваться герметичный соединитель. После сварки необходимо устранить напряжения. Температура и время термообработки должны соответствовать требованиям, чтобы минимизировать образование хромовых карбидов. Это поможет контролировать размер кристаллических зерен и уменьшить вероятность возникновения коррозии. 2. Используются нержавеющие стали хром-никелевого аустенитного класса с более низким содержанием углерода, такие как 0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb или сверхнизкоуглеродистая нержавеющая сталь 00Cr19Ni10, чтобы снизить вредное воздействие сенсибилизации границ кристаллов ； Строго контролируется содержание Cl-, чтобы снизить чувствительность нержавеющей стали к коррозионному разрушению под действием хлорид-ионов. После применения вышеуказанных мер по защите от коррозии была эффективно устранена опасность коррозии, вызванной трещинами на трубных пластинах из нержавеющей стали.