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对流管泄露了,听听国检怎么说:

对流管泄露了,听听国检怎么说: 国检检测
2020-02-28
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1● 概述


      现有四件无缝钢管截取段,分别标记1#、2#、3#、4#,进行失效分析测试。据提供信息可知,钢管为锅炉内对流管的一部分,该锅炉于2015年3月份启用,8月份即发现锅炉内有对流管泄漏穿孔的现象。目前管子泄漏穿孔的情况较为严重,已有超过30根管子出现泄漏问题。对流管束的实际结构如图1所示,泄漏的位置主要集中于上下锅筒之间对流管束的中下部,送检钢管即取样于此。委托方要求分析对流管泄漏穿孔的原因。

      钢管残件中选取2#、4#试样进行重点分析。图2所示为2#对流管残件宏观形貌,外表面锈蚀严重,将试样解剖,截取存在腐蚀缺陷的部位进行分析,宏观形貌如图3所示,可见对流管内壁表面呈砖红色,未发现水垢附着,腐蚀坑直径约为2.5cm,坑内覆盖一层带光泽的黑色硬膜状物质(图中箭头所示)。图4所示为4#对流管残件宏观形貌,内壁同样严重锈蚀,腐蚀坑直径约为2cm,边缘覆盖一层隆起的黑色硬膜状物质(图中箭头所示)。


图1  

对流管束实际结构


图2

对流管残件宏观形貌


图3  

对流管内壁腐蚀坑宏观形貌


图4

对流管残件宏观形貌


2● 电镜扫描


      图5所示为2#对流管腐蚀坑内黑色硬膜状物质的微观形貌(箭头所示区域),可见为一层表面平整光滑,并有龟裂纹的硬膜,图6所示为硬膜其能谱分析结果,可见该物质含有大量的O元素与少量的S元素。


图5  2#对流管黑色硬膜状物质微观形貌


图6  黑色硬膜状物质能谱分析结果

  图7所示为2#对流管腐蚀坑底部(硬膜剥落处)的微观形貌,可见呈多孔的蜂窝状结构。图8所示为腐蚀坑底部能谱分析结果,可见存在大量的O元素与少量的P、S、Cl等元素。


图7  2#对流管腐蚀坑底部微观形貌


图8   2#对流管腐蚀坑底部能谱分析结果


图9所示为4#对流管腐蚀坑边缘黑色硬膜状物质的微观形貌(箭头所示区域),可见表面平整光滑,并存在网状裂纹。图10所示为黑色硬膜状物质的能谱分析结果,可见该物质含有大量的O元素与少量的S、P元素。


图9  4#对流管黑色硬膜状物质微观形貌


图10  黑色硬膜状物质能谱分析结果


      图11所示为4#对流管腐蚀坑底部的微观形貌,可见呈多孔的蜂窝状结构。图12所示为腐蚀坑底部能谱分析结果,可见存在大量的O元素与少量的S、Cl元素。


图11  4#对流管腐蚀坑底部微观形貌


图12   4#对流管腐蚀坑底部能谱分析结果


3● 金相分析


      图13、图14所示为2#对流管腐蚀坑底部纵向金相组织,可见腐蚀面较为平整,未发现沿晶腐蚀现象。显微组织为铁素体+珠光体,呈带状分布。


图13  2#对流管腐蚀坑底部纵向组织



图14  2#对流管腐蚀坑底部显微组织



      图15所示为2#对流管腐蚀坑底部非金属夹杂物情况,根据“GB/T 10561-2005”标准规定,判定为D类球状氧化物2级。


图15  2#对流管腐蚀坑底部非金属夹杂物


      图16、图17所示为4#对流管腐蚀坑底部纵向金相组织,可见腐蚀面较为平整,未发现沿晶腐蚀现象。显微组织为铁素体+珠光体。


图16  4#对流管腐蚀坑底部纵向组织


图17  4#对流管腐蚀坑底部显微组织


      图18所示为4#对流管腐蚀坑底部非金属夹杂物情况,根据“GB/T 10561-2005”标准规定,判定为A类硫化物(细系)1级,A类硫化物(粗系)1级,D类球状氧化物(细系)0.5级。


图18  4#对流管腐蚀坑底部非金属夹杂物


4● 化学成分分析


分别对2#与4#对流管进行化学成分分析,结果如表1所示,根据“GB/T 5310-2008”标准规定,两件试样材质应为20G。


表1  送检试样化学成分

5● 性能测试


      对2#对流管进行拉伸试验,结果如表2所示,力学性能符合“GB/T 5310-2008”标准关于20G钢管交货状态的力学性能要求(送检试样为已使用状态,力学性能仅供参考)。


表2  送检试样力学性能结果


6● 综合分析


      试样金相组织、非金属夹杂物、化学成分、力学性能等指标均未发现明显异常。试样内壁缺陷处宏观形貌显示,内壁表面呈砖红色,未发现水垢附着,缺陷形态均为单一的腐蚀坑,腐蚀范围较大,直径达2-2.5cm,坑内覆盖一层带光泽的黑色硬膜状物质,坑底因腐蚀严重而出现穿孔,征状呈现溶解氧腐蚀引起的溃疡腐蚀。

      腐蚀坑内覆盖一层黑色硬膜状物质,经能谱分析,该物质含有大量的O元素与少量的P、S、Cl等元素;腐蚀坑底部表面形貌呈多孔的蜂窝状结构,经能谱分析,该区域表面含有大量的O元素与少量的S、Cl等元素。

     综合腐蚀坑形貌与能谱分析结果可推断,对流管的失效模式为氧腐蚀。对流管在输送蒸汽过程中发生的是化学腐蚀反应,化学腐蚀反应是均匀但缓慢的,但如果设备是间歇运行,那么水汽冷凝后将会在管道下部滞留,此时如果冷凝水中存在溶解氧就会发生快速、不均匀的电化学腐蚀,在管道内壁形成腐蚀点,当冷凝水中存在腐蚀性离子(氯、硫酸根等)时,腐蚀点处会吸附这些离子,导致周围钝化膜破坏,加速电化学腐蚀,导致腐蚀点变深、变大,形成溃疡坑,最后形成贯穿性孔洞,导致蒸汽泄漏。氧腐蚀是锅炉系统最为普遍、最为严重的一种腐蚀,而且在一定条件下其腐蚀速度极快。


7● 结论


(1)引起对流管泄露的主要原因是管道在冷凝水中发生氧腐蚀穿孔;

(2)建议加强锅炉用水的除氧工作,控制腐蚀性离子,尤其是氯离子含量,并在停炉期间采取保养措施。




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公司通过了CMA、CAL、CNAS、DILAC认可、NADCAP认证;可开展标准件系列产品、金属材料、机械零部件、焊接材料、轴承等检测;压力容器等无损检测;复合材料、橡胶、塑料、油漆等非金属材料检测;长度、力学、化学、热工、电学类校准.
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