不銹鋼大拉桿波紋補償器失效原因分析

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發(fā)布時間：2020-05-02 瀏覽次數(shù)：79

作為一種現(xiàn)代熱補償技術(shù)，不銹鋼波紋管補償器，膨脹節(jié)，補償器等已廣泛應用于壓力容器中。管道的熱變形，機械變形，各種振動，大型設備與管道之間的靈活連接都離不開波紋補償器。波紋管型設備作為特種設備壓力管道部件類型中的一個重要類別，補償器因其良好的位移，應變補償和降噪而廣泛應用于許多行業(yè)。在供熱管道上，為了防止溫度升高時由熱伸長或溫度應力引起的管道變形或損壞，必須在管道上設置補償器以補償管道的熱伸長，從而減少管道的管壁應力作用在閥門構(gòu)件或支架結(jié)構(gòu)上。不銹鋼補償器可以補償軸向，橫向和角度方向。它具有無推力，簡化軸承設計，耐腐蝕，耐高溫，降噪，減振等特點，特別適用于熱風管道和煙塵管道。

但是，在奧氏體不銹鋼補償器的薄壁波紋管部分，由于特定的腐蝕性介質(zhì)，可能會發(fā)生點蝕，晶間腐蝕和其他失效行為;此外，在腐蝕性介質(zhì)和外部應力的耦合作用下，由于是冷加工的。該變形引起亞穩(wěn)奧氏體不銹鋼的組織變化，并且波紋管可能因應力腐蝕開裂，腐蝕疲勞開裂等而受損。這些潛在的失敗并不容易找到并且有一些隱瞞，但它們會給設備和生產(chǎn)帶來無法估量的損害和損失。

 近期通過對某單送檢測的發(fā)生泄漏事故的DN350打拉桿式補償器檢測結(jié)果總結(jié)出不銹鋼大拉桿波紋補償器失效分析。送檢的補償器在使用過程中發(fā)生了開裂失敗，需要分析開裂原因。用于補償器的材料為316L奧氏體不銹鋼，雙壁厚度為1.2m，允許壓力為2.1MPa，循環(huán)介質(zhì)為飽和熱蒸汽，使用溫度為280°C，使用時間約為3年。

故障檢查項目和檢查方法：

1，宏觀檢查

觀察補償器的外觀，發(fā)現(xiàn)兩個泄漏部件位于補償器中間的波紋管的頂部。通過使用放大鏡和立體顯微鏡進行進一步的放大觀察。發(fā)現(xiàn)外波紋管上的裂縫沿周向擴展并完全穿透。在內(nèi)波紋管中未觀察到開裂，并且在裂縫附近存在許多黃褐色沉積物，并且觀察到波紋管的內(nèi)壁。對于許多不能穿透的小裂縫。

2.掃描電子顯微鏡分析

在內(nèi)波紋管中沒有觀察到開裂，因此對外波紋管進行取樣并通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察。在裂縫傳播路徑周圍觀察到泥狀腐蝕產(chǎn)物，并且發(fā)生裂縫。波紋管的開裂部分沿晶體斷裂是典型的，并且在截面晶粒的表面上存在一定的腐蝕痕跡。外波紋管的斷裂未完全穿透，并且表征了沿晶斷裂和成形凹坑的斷裂特征。微裂紋路徑是典型的晶界沖擊（沿著晶體裂紋）。

3，能譜分析

為了進一步分析裂縫附近泥狀產(chǎn)物的化學成分，采用X射線能譜儀（EDAX）對泥樣產(chǎn)物進行能譜分析。除316L奧氏體不銹鋼的常規(guī)組成元素外，分析結(jié)果如下。發(fā)現(xiàn)存在許多氧元素，Si元素，Ca元素和少量的C1元素，K元素和Na元素。 EDAX測試結(jié)果中的這些異常水平的異物表明該區(qū)域覆蓋有腐蝕產(chǎn)物和外來腐蝕性介質(zhì)。

4.金相分析

在對外波紋管的橫截面進行取樣之后，將金相試樣研磨并用金相光學顯微鏡觀察。在其橫截面中觀察到多個非穿透裂縫，并且裂縫從外波紋管的內(nèi)表面擴散到外表面，并且裂縫傳播路徑明顯分叉。