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热网加热器漏泄分析及防范措施(2)

北极星电力网技术频道    作者:张泓波   2010/12/15 10:57:52   

  2.2不锈钢是铁、铬和镍的合金。按组织结构和化学成分特点分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢等。通常不锈钢具有优异的抗腐蚀特性,腐蚀速率非常慢,因而常常用于恶劣的工作环境下。

  但不锈钢的不锈性、耐蚀性是相对的。截至目前为止,还没有在任何腐蚀环境中均具有不锈性、耐蚀性的不锈钢。在实际应用中,腐蚀一旦在某处产生,就会不断扩大,最终导致整个不锈钢的腐蚀。当然腐蚀并不是随机发生,不锈钢内微小的硫化锰高浓度区域易发生不锈钢锈蚀。在不锈钢制造过程中,硫化锰在局部产生高浓度的聚集,导致其周围区域铬元素浓度降低。铬元素和氧气反应产生铬的氧化物能够起到防止腐蚀的作用。低浓度铬区域最先发生腐蚀,然后腐蚀逐步扩大,在含盐的水中,这个过程会变得更加迅速。

  3.热网加热器漏泄原因分析

  从表1可以看到热网加热器的工作温度、压力都比较低,介质流速慢,工作环境相对较好,且管材选择为奥氏体不锈钢,具有一般条件下的抗腐蚀性。表2为该不锈钢化学成分。

     

  管束之所以发生腐蚀,造成的原因比较复杂。从加热器管束漏泄现象看有两种腐蚀原因,一种是Cl元素环境下结构因素引起的拘束应力腐蚀。引起结构方面的应力一是在加热器管束组装时,由于管束长,支撑板多,管板对中不好,在穿管过程中管束与支撑板之间别劲而强行安装产生;二是在加热器运行期间,在六段抽汽不能满足供热要求时,由参数相对较高的五段抽汽供汽。随热负荷变化抽汽级数相应变化、调整,对管束冲击产生交变应力。由于整个城市热网系统庞大、复杂,造成回收水容易污染,管壁Cl离子富集。在Cl离子、结构应力的共同作用下发生腐蚀。另外加热器停用期间管束内软化水存积、蒸发,Cl元素浓缩,腐蚀性增强,加速了应力腐蚀。其漏泄部位发生于管束弯头内侧,现象为自内向外发展的穿晶裂纹。

  另一种腐蚀由贫铬引起。在不锈钢管制造过程中或管束弯头与直管段焊接时焊接工艺不正确,造成硫化锰局部聚集,导致其周围区域贫铬,发生腐蚀。该腐蚀最初只是在几百纳米的低铬区域内发生,在软化水环境中腐蚀迅速扩大,由于管壁较薄,很快就会发生腐蚀穿管。其发生部位处于弯头与直管段焊口附近,现象为局部锈蚀,部分位置点蚀严重。

  4.防止热网加热器漏泄的防范措施

  4.1选材、制造加工方面

  今后再换管材时要正确选择不锈钢牌号。必须根据实际介质特点和腐蚀环境进行不锈钢选材。既要考虑其耐一般腐蚀的性能,又要考虑其耐局部腐蚀的特性。因为选材时一般多重视不锈钢的耐一般腐蚀性能,而对局部腐蚀,如对应力腐蚀、穿晶腐蚀等的敏感性如何考虑较少。不锈钢的局部腐蚀多在耐一般腐蚀性能很好的腐蚀环境中发生,局部腐蚀常常会造成不锈钢管的突然破坏,其危害性远远大于一般腐蚀。不锈钢的耐蚀性数据只是一些实验室的试验结果,与实际介质环境常常有较大的出入。应该在供热期间的不同时期对热网系统提取水样,综合分析水质状况,确定水的特性,然后进行腐蚀试验,最终获得实际使用条件下的耐蚀性数据,选择正确的不锈钢。只有在选材上正确把关,才能从根源上杜绝腐蚀的发生。

  另外在制造、加工管材时严格执行焊接工艺,避免因选择工艺不当造成管子贫铬。在加热器穿管时各支撑板严格保持对中,避免管束别劲,或在加热器长度或支撑板方面进行改进,避免管子间隔距离不当产生别劲、振动。

来源:大唐七台河发电有限责任公司
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