不銹鋼大拉桿波紋補償器失效原因分析

文章來源：http://www.dzzwjy.com 發布時間：2020-05-02 瀏覽次數：81

作為一種現代熱補償技術，不銹鋼波紋管補償器，膨脹節，補償器等已廣泛應用于壓力容器中。管道的熱變形，機械變形，各種振動，大型設備與管道之間的靈活連接都離不開波紋補償器。波紋管型設備作為特種設備壓力管道部件類型中的一個重要類別，補償器因其良好的位移，應變補償和降噪而廣泛應用于許多行業。在供熱管道上，為了防止溫度升高時由熱伸長或溫度應力引起的管道變形或損壞，必須在管道上設置補償器以補償管道的熱伸長，從而減少管道的管壁應力作用在閥門構件或支架結構上。不銹鋼補償器可以補償軸向，橫向和角度方向。它具有無推力，簡化軸承設計，耐腐蝕，耐高溫，降噪，減振等特點，特別適用于熱風管道和煙塵管道。

但是，在奧氏體不銹鋼補償器的薄壁波紋管部分，由于特定的腐蝕性介質，可能會發生點蝕，晶間腐蝕和其他失效行為;此外，在腐蝕性介質和外部應力的耦合作用下，由于是冷加工的。該變形引起亞穩奧氏體不銹鋼的組織變化，并且波紋管可能因應力腐蝕開裂，腐蝕疲勞開裂等而受損。這些潛在的失敗并不容易找到并且有一些隱瞞，但它們會給設備和生產帶來無法估量的損害和損失。

 近期通過對某單送檢測的發生泄漏事故的DN350打拉桿式補償器檢測結果總結出不銹鋼大拉桿波紋補償器失效分析。送檢的補償器在使用過程中發生了開裂失敗，需要分析開裂原因。用于補償器的材料為316L奧氏體不銹鋼，雙壁厚度為1.2m，允許壓力為2.1MPa，循環介質為飽和熱蒸汽，使用溫度為280°C，使用時間約為3年。

故障檢查項目和檢查方法：

1，宏觀檢查

觀察補償器的外觀，發現兩個泄漏部件位于補償器中間的波紋管的頂部。通過使用放大鏡和立體顯微鏡進行進一步的放大觀察。發現外波紋管上的裂縫沿周向擴展并完全穿透。在內波紋管中未觀察到開裂，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壁。對于許多不能穿透的小裂縫。

2.掃描電子顯微鏡分析

在內波紋管中沒有觀察到開裂，因此對外波紋管進行取樣并通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察。在裂縫傳播路徑周圍觀察到泥狀腐蝕產物，并且發生裂縫。波紋管的開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

為了進一步分析裂縫附近泥狀產物的化學成分，采用X射線能譜儀（EDAX）對泥樣產物進行能譜分析。除316L奧氏體不銹鋼的常規組成元素外，分析結果如下。發現存在許多氧元素，Si元素，Ca元素和少量的C1元素，K元素和Na元素。 EDAX測試結果中的這些異常水平的異物表明該區域覆蓋有腐蝕產物和外來腐蝕性介質。

4.金相分析

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