Analiza okvare zaradi korozijske utrujenosti grelnih cevi iz nerjavečega jekla 316 in shema nadzora celotnega procesa

Odpoved zaradi korozijske utrujenosti je skupna posledica poškodb zaradi cikličnih izmeničnih mehanskih/toplotnih obremenitev in erozije korozivnega medija na 316 grelnih ceveh. Za razliko od čiste toplotne utrujenosti ali korozijskega razpokanja z enojno napetostjo združuje periodično nihanje napetosti z elektrokemično korozijo. Mikrorazpoke hitro nastajajo na površinskih napakah in se občasno širijo pod ponavljajočimi se napetostnimi obremenitvami, na koncu predrejo steno cevi in ​​povzročijo puščanje. Takšna okvara je pogosto prisotna v ogrevalni opremi s pogostim zagonom-ustavljanjem in nihanjem nivoja tekočine, ki se kaže v veliki naključnosti in težavah pri zgodnjem opozarjanju.

1. Mehanizem nastanka korozijske utrujenosti

Pri ponavljajočih se ciklih segrevanja in hlajenja stena cevi prenaša izmenično natezno in tlačno obremenitev, ki občasno raztrga površinski pasivni film kromovega oksida. Kloridni ioni v mediju takoj napadejo poškodovan položaj in sprožijo lokalizirano luknjičasto korozijo, pri čemer tvorijo drobne korozijske jamice, ki postanejo inherentne točke koncentracije napetosti. V naslednjem krogu kroženja napetosti vzklijejo razpoke na dnu jam in se razširijo naprej vzdolž smeri največje napetosti. Korozivni medij neprestano vstopa v konico razpoke, da pospeši anodno raztapljanje, medtem ko ciklične napetosti spodbujajo odpiranje in zapiranje razpoke, da se razširi razpoka. Medsebojno spodbujanje mehanske utrujenosti in kemične korozije močno skrajša cikel odpovedi v primerjavi z neodvisno utrujenostjo ali poškodbo zaradi korozije.

2. Položaji z visokim -tveganjem, nagnjeni k utrujenosti zaradi korozije

Območje upogibnega loka v obliki črke U: Preostala tvorna napetost prekriva toplotno ciklično napetost, skupaj s srednjo erozijo, da tvori najbolj koncentriran vir razpok;

Območje z-prizadetosti zvara in toplote: Preostala napetost pri varjenju in občutljivost na meje zrn občutno zmanjšata prag utrujenosti materiala;

Plin-tekočina izmenična črta nivoja tekočine: Dolgotrajno-mokro-suho menjavanje vodi do ionske obogatitve in nestabilnega pasivnega filma, ki postane fiksno območje utrujenosti korozije;

Toge kontaktne točke vpenjanja: Zunanja vpenjalna obremenitev in vibracijska obremenitev pospešijo nastajanje jam in razpok.

3. Glavni sprožilni vplivni dejavniki

Pogost trenutni zagon s polno{0}}močjo: oster temperaturni skok povzroči izmenično toplotno obremenitev velike amplitude, ki večkrat zlomi pasivni film;

Prekomerna površinska gostota moči: Visoka delovna temperatura pospeši hitrost reakcije korozije in zmanjša trdnost materiala zaradi utrujenosti;

Nestabilen nivo tekočine in mešalne vibracije: Povzroča neprekinjeno nihanje napetosti in srednje drgnjenje na površini cevi;

Površinske praske, oksidacija pri varjenju in nepopolna pasivacija: Zagotovite začetne točke napak za jamičasto korozijo in začetek razpok.

4. Ciljno usmerjeni ukrepi zatiranja in optimizacije

① Optimizacija električnega nadzora za zmanjšanje ciklične amplitude napetosti

Dodajte modul za mehak zagon, da dosežete stopenjsko povečanje moči, preprečite nenaden dvig in padec temperature; razumno nastavljen interval delovanja za zmanjšanje nepotrebnih pogostih časov zagona in izklopa, nižji skupni cikli utrujenosti.

② Odpravite preostale napetosti v postopku obdelave

Izvedite žarjenje za razbremenitev napetosti po upogibanju in varjenju, da sprostite natezno napetost pri oblikovanju in varjenju, zmanjšate začetno osnovno napetost obdelovanca; uporabite diagonalno preskočno varjenje, da čim bolj zmanjšate območje občutljivega toplotno{0}}prizadetega območja.

③ Nadgradite proti-korozijsko obdelavo površine

Elektropoliranje odstrani površinske mikro{0}}jamice, praske in vdelane nečistoče, da se odpravijo viri nastanka razpok; implementirajte integralno pasivacijo, da povečate kompaktnost in -zmožnost samopopravljanja pasivne folije.

④ Standardizirajte namestitev in upravljanje delovanja-na mestu

Sprejmite prilagodljivo povezavo in rezervirano raztezno režo, da se izognete prisilni napetosti; stabilizirajte višino nivoja tekočine, da preprečite-dolgotrajno fiksno plinsko-korozijo vmesnika tekočine; zmanjšajte vibracije opreme s strukturnim dušenjem.

⑤ Nadgradnja kakovosti materiala za težke pogoje

Za delovne pogoje z visoko-kloridnostjo in visoko{1}}vibracijo izberite nerjaveče jeklo 316L ali 2205 duplex, ki ima boljšo odpornost na korozijsko utrujenost kot običajni osnovni material 316.

5. Primerjava učinkov izboljšanja

表格

Zaključek

Korozijska utrujenost je sinergistična poškodba izmeničnega stresa in korozivnega medija. Z zmanjšanjem intenzivnosti kroženja napetosti, odpravo virov površinskih napak, odstranitvijo preostale natezne napetosti in optimizacijo delovnih pogojev je mogoče prekiniti povezane pogonske pogoje za nastanek in širjenje razpok, kar učinkovito prepreči nenadno odpoved preboja 316 grelnih cevi v dolgo-trajnih cikličnih delovnih okoljih.