不銹鋼大拉桿波紋補(bǔ)償器失效原因分析

文章來(lái)源：http://www.jiaxuanmedia.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-05-02 瀏覽次數(shù)：58

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

但是，在奧氏體不銹鋼補(bǔ)償器的薄壁波紋管部分，由于特定的腐蝕性介質(zhì)，可能會(huì)發(fā)生點(diǎn)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(yīng)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(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，腐蝕疲勞開(kāi)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(huì)給設(shè)備和生產(chǎn)帶來(lái)無(wú)法估量的損害和損失。

 近期通過(guò)對(duì)某單送檢測(cè)的發(fā)生泄漏事故的DN350打拉桿式補(bǔ)償器檢測(cè)結(jié)果總結(jié)出不銹鋼大拉桿波紋補(bǔ)償器失效分析。送檢的補(bǔ)償器在使用過(guò)程中發(fā)生了開(kāi)裂失敗，需要分析開(kāi)裂原因。用于補(bǔ)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(shí)間約為3年。

故障檢查項(xiàng)目和檢查方法：

1，宏觀檢查

觀察補(bǔ)償器的外觀，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)泄漏部件位于補(bǔ)償器中間的波紋管的頂部。通過(guò)使用放大鏡和立體顯微鏡進(jìn)行進(jìn)一步的放大觀察。發(fā)現(xiàn)外波紋管上的裂縫沿周向擴(kuò)展并完全穿透。在內(nèi)波紋管中未觀察到開(kāi)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(duì)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(méi)有觀察到開(kāi)裂，因此對(duì)外波紋管進(jìn)行取樣并通過(guò)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(kāi)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(jìn)一步分析裂縫附近泥狀產(chǎn)物的化學(xué)成分，采用X射線能譜儀（EDAX）對(duì)泥樣產(chǎn)物進(jìn)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(cè)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(lái)腐蝕性介質(zhì)。

4.金相分析

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