波纹管膨胀节应力腐蚀裂纹倾向控制.pdfVIP

2012正 管 道 披 木 5 设 备 2012 第 3期 Pipeline Technique and Equipment No．3 波纹管膨胀节应力腐蚀裂纹倾 向控制 师顺 勇 (天津华能杨柳青热电有限责任公司，天津 300380) 摘要：文中着重分析了近年来京津地区供热管系波纹管膨胀节产生破坏的主要原因，即应力腐蚀 裂纹。针对这种情况进行分析研究，从波纹膨胀节的结构设计、施工制造以及材质选用等方面来解决 应力腐蚀 问题 ，保证 了供热管系的稳定运行。 关键词：波纹管膨胀节；应力腐蚀裂纹；产生原因；倾向控制 中图分类号：TU995 文献标识码 ：A 文章编号：1004—9614(2012)03—0040—02 0 引言 近年来 ，波纹管膨胀节的应力腐蚀裂纹问题越来 越突出，而且有逐年增长的倾向。以京津地区近年来 波纹管膨胀节发生的破坏情况统计来看，主要是腐蚀 破坏。腐蚀破坏已经 占到所有波纹管膨胀节破坏的 97．4％左右。以往大多将波纹管膨胀节的腐蚀破坏归 类于点蚀或晶间腐蚀，但通过对大量的波纹管膨胀节 (a)应力腐蚀裂纹金属横断面 上裂纹的断口分析来看，应力腐蚀裂纹已成为波纹管 膨胀节的主要腐蚀原因。产生应力腐蚀的条件：奥氏 体不锈钢材料；材料本身存在拉伸应力；腐蚀介质。 对架空管道而言，大多数波纹管膨胀节使用厂家均注 意控制腐蚀介质的含量 (cl一含量 ≤25ppm，1ppm= 10 )，但由于高温高压水或蒸汽具有溶解氧，会因为 (b)波纹管膨胀节裂纹外表 面 吸氧而造成应力腐蚀。直埋管道受环境因素的影响， 图1 波纹管膨胀节应力腐蚀裂纹金属横断面及裂纹外表面 C1一含量会成倍的增长(比如天津某些地区C1一含量超 1．2 材质与介质的匹配 过400ppm)。所以内部介质和外部环境都是波纹管 一 般情况下，波纹管膨胀节的主体材料 SUS304 膨胀节产生应力腐蚀的重要原因。 和 SUS316L被广泛用在热水及蒸汽管网中。资料表 文中在简单介绍波纹管膨胀节的应力腐蚀产生 明，在高温高压水中，应力腐蚀开裂的产生和水中溶 机理的同时，着重从波纹管膨胀节的制造工艺人手， 解氧量有关 ，也和所处位置 的温度有关 ，最易产生应 在选材、结构设计、施工制造等方面加以控制，使应力 力腐蚀开裂的温度在 150～300℃之间。腐蚀的机理 腐蚀裂纹倾向减小。 为吸氧腐蚀 ： 1 波纹管膨胀节的应力腐蚀裂纹特征 O2+2H2O+4e OH一 1．1 应力腐蚀裂纹的形貌 1．3 应力腐蚀开裂的临界应力 对波纹管膨胀节裂纹事故的统计分析发现，应力 拉伸应力是产生应力腐蚀开裂的先决条件之一。 腐蚀裂纹易出现在波纹管的如下部位：波纹管的波峰 不管应力多么小，只要能引起滑移 (对于奥氏体不锈 与波谷；波纹管和接管的焊接处。 钢大约为2～3kg／mm)，即可产生应力腐蚀裂纹。 图1为波纹管膨胀节应力腐蚀金属横断面金相照 通过实际工程所用波纹管的应力腐蚀事故的调 片以及裂纹外表面图。从这幅照片