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20G钢锅炉弯管蚀孔的失效分析 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|意甲直播cctv5 / 13-06-27

1、引言
    山东某厂生产化工产品的20G钢锅炉炉管为双层结构,内管外径38mm,壁厚4mm,用于输送液体化学工业物料,服役温度为500~600℃,外管为烟道,服役温度为850~920℃,经8h/d使用la后在内管拐处出现泄漏,使锅炉无法正常工作。经对失效管子的成分、显微组织和腐蚀产物分析,找到了泄漏的原因并提出了解决办法。
2、腐蚀失效后分析
2.1腐蚀产物分析
    在管子泄漏部位切取试样,发现直管子内表面有较厚的氧化皮。图l可见弯管处有数个直径不同、深浅不一的点蚀坑,个别点蚀坑已穿透,在点蚀坑内和穿透孔的位置有残留腐蚀产物存在。用JXA-8800R型电子探针(EPA)对残留腐蚀产物进行分析表明,含有氧、氯、硫、钒、钠等元素,意甲直播cctv5销售生物质锅炉,生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。意甲直播cctv5意甲直播cctv5意甲直播cctv52.2弯管成分分析
    对未腐蚀和已腐蚀的20G钢试样,用砂轮去除氧化膜后,用DV-2型直读光谱仪对其进行成分分析。表2数据表明,腐蚀试样的锰、硫、磷的含量比未腐蚀钢有所增加,碳略低。
2.3金相分析
  在不同的穿孔部位纵、横向取样,用XJG05型光学显微镜观察发现腐蚀坑表层为灰色氧化皮,其下有脱碳层。由图2可见,表面组织为铁索体+少量球状珠光体,心部组织为铁素体十球化的碳化物。
3、点蚀坑和孔洞产生的原因
    由丁弯管内表面在500~600℃、外表面在850—920℃K期服役,在表面形成铁的氧化膜,其中Fe0中含有较多的阳离子空位以及Fe3q、Fe2 03氧化膜的致密度较低.所以氧化铁为腐蚀介质的吸附、停留、贮存、浓缩提供了条件。由于氧化膜与金属基体膨胀系数和物相的差异,在频繁加热与冷却条件下造成热应力和氧化膜的脱落,并导致氧化膜的裂纹及向纵深扩展,使腐蚀介质可通过氧化膜直接对基体金属产生腐蚀。此外,氧化铁是缺位的固溶体,在含有氧化剂、卤素离子、OH等腐蚀介质中,特别是在含有Cl-离子介质的溶液中对氧化膜的破坏作用较为突出,其破坏形式首先从点蚀开始。主要原因是cr离子优先地、有选择性地吸附在氧化膜晶格的空位上,这时CI-离子就会击穿氧化铁膜形成点蚀核,直至穿透氧化膜,在基体上形成孔蚀源。由于金属表面非金属夹杂物、第二相析出、晶界的大小、缺陷、表面粗糙程度等的不均匀性使锰、硫、磷等元素在高温压力下不均匀地渗入到金属基体的表层,形成硫化物质点,很容易被不浓的强酸溶解。由于硫化物经常形成包围氧化物质点的外壳,所以这些外壳一旦溶解,即形成了孔洞也即孔蚀源。因孔内金属处于较高的电极电位,随后发生硫化锰的溶解、铁的溶解和水解生成氢氧化铁和氢离子等,降低了孔内溶液层的pH值,使孔内的溶液酸性增强,加速孔内铁的溶解,在气流的冲击和交变热应力的作用下,孔内溶解的产物不断脱落。之后,物料中的锰、硫、磷继续向基体表面渗入,形成硫化物质点,铁的氧化溶解水解等继续进行,如此反复多次最后造成弯管破裂。
4、改进措施和建议
    (1)为了提高锅炉弯管在高温、冲刷、腐蚀下使用寿命,应选用铬镍奥氏体不锈钢,如OCrl8Ni9Ti、lCr18Ni9T1、OCr25N120等。
    (2)在管子使用前,对管子内表面进行镀镍提高管子表面的电极电位,避免因管子表面粗糙堆积物料中的沉积物和氧化铁,使耐蚀性差,提高管子表面防垢和防腐能力。
    (3)减少弯管数量和加大弯管的半径,避免管子在拐弯处受到物料的直接冲刷或弯管改成可拆卸的结构,以便定期清洗修复;

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