海綿鈦生產(chǎn)過程中常采用不銹鋼套管冷卻器對(duì)四氯化鈦進(jìn)行冷卻，與四氯化鈦接觸的材料為奧氏體不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)，與冷卻介質(zhì)接觸的材料為Q235A鋼。套管冷卻器熱側(cè)采用180°彎頭焊接連接。在生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)套管冷卻器管道堵塞。在拆除清洗、疏通時(shí)發(fā)現(xiàn)套管冷卻器不銹鋼彎頭內(nèi)側(cè)沿彎頭橫切面出現(xiàn)多處裂紋。
一、開裂的原因：
1、殘余應(yīng)力
彎頭的殘余應(yīng)力未消除，應(yīng)力除了由載荷產(chǎn)生的工作應(yīng)力外，更多的是來自制造過程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。套管換熱器彎管在內(nèi)壓以及熱應(yīng)力、焊接殘余應(yīng)力等的作用下，會(huì)具備一定水平的拉應(yīng)力條件。
2、腐蝕環(huán)境
在套管換熱器管道內(nèi)主要介質(zhì)為四氯化鈦液體，其中還含有氯化鐵、氯化鈉等氯化物。由于套管換熱器無吹掃、排放裝置，在長(zhǎng)時(shí)間停車過程中造成進(jìn)入空氣和水滴，導(dǎo)致管道內(nèi)聚集的四氯化鈦水解而堵塞管道，又因氯化物中含有一定的氯離子使材料的抗腐蝕能力降低，導(dǎo)致了腐蝕的加速。
3、材質(zhì)
套管換熱器管道材料為1Cr18Ni9Ti，在氯離子環(huán)境中很容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，且一般呈穿晶斷裂。
二、控制措施為：
1、選用耐應(yīng)力腐蝕材料
近年來發(fā)展了多種耐應(yīng)力腐蝕的不銹鋼：高純奧氏體鉻鎳鋼，高硅奧氏體鉻鎳鋼，高鉻鐵素體鋼和鐵素體—奧氏體雙相鋼。其中，以鐵素體—奧氏體雙相鋼的抗應(yīng)力腐蝕能力最好。
2、控制應(yīng)力
通過固溶后的穩(wěn)定化處理，可消除部分應(yīng)力，也能明顯改善材料抗氯化物開裂性能，但在考慮采用這種部分消除應(yīng)力的方法時(shí)應(yīng)很好地權(quán)衡由敏化可能造成的各種問題。
3、嚴(yán)格遵守操作規(guī)程
工藝操作、工藝條件對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕有巨大的影響。因此，必須嚴(yán)格控制介質(zhì)成分、流速、介質(zhì)溫度、壓力、pH值等工藝指標(biāo)。在工藝條件允許的范圍內(nèi)添加緩蝕劑。
4、維修與管理
為保證套管式換熱器長(zhǎng)期安全運(yùn)行，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)換熱器方面的條例、法規(guī)，對(duì)存在的缺陷必須進(jìn)行復(fù)查，及時(shí)掌握其在運(yùn)行中缺陷的發(fā)展情況，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減少設(shè)備的腐蝕。
關(guān)鍵詞：奧氏體不銹鋼彎頭
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