Page 70 - 理化检验-物理分册2020年第二期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０２００２０１４

染缸热交换器焊缝开裂原因分析

谢小武,刘课秀,马 括

( 广州特种承压设备检测研究院,广州 ５１０６６３ )
摘 要: 某纺织公司染缸热交换器在检修过程中发现焊缝及筒体附近母材出现裂纹.通过宏观
分析、 化学成分分析、 硬度测试、 金相检验和氯离子检测等方法对热交换器焊缝开裂的原因进行了
分析.结果表明: 该热交换器焊缝及筒体附近母材的开裂模式为应力腐蚀开裂.由于蒸汽冷凝水
中氯离子质量浓度过高, 在焊接残余应力和工作应力的共同作用下, 焊缝发生应力腐蚀开裂.
关键词: 热交换器; 焊缝; 应力腐蚀; 氯离子; 残余应力

中图分类号: TG１７２．９ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０２０ ) ０２Ｇ００５５Ｇ０３
CauseAnal y sisonCrackin g ofWeldSeamofD y ein gC y linderHeatExchan g er

XIEXiaowu , LIUKexiu , MAKuo
( Guan g zhouS p ecialPressureE q ui p mentsIns p ectionandResearchInstitute , Guan g zhou５１０６６３ , China )

Abstract : Crackswerefoundatweldseamandbasemetalnearthec y linderofd y ein g c y linderheatexchan g er
ofatextilecom p an y durin gmaintenance p rocess．Crackin g causesoftheheatexchan g erweldseam wereanal y zedb y
meansof macrosco p icanal y sis , chemicalcom p ositionanal y sis , hardnesstest , metallo g ra p hicexaminationand
chloridetest．Theresultsshowthatcrackin g modeoftheweldseamandbasemetalnearthec y linderoftheheat
exchan g erwasstresscorrosioncrackin g ．Duetothehi g hmassconcentrationofchlorideioninthesteamcondensate ,
stresscorrosioncrackin goccurredintheweldseam underthe j ointactionofweldin gresidualstressandworkin g
stress．
Ke y words : heatexchan g er ; weldseam ; stresscorrosion ; chlorideion ; residualstress

热交换器是用来使热量从热流体传递 到冷流 了一系列理化检验和分析.
体, 以满足规定的工艺要求的装置, 是对流传热及热
１ 理化检验
传导的一种工业应用.某纺织漂染有限公司染缸热
交换器在检修过程中发现筒体与锥形封头的焊缝及 １．１ 宏观分析
筒体附近母材出现裂纹.筒体及锥形封头材料均为 采用渗透检测技术发现热交换器表面存在两条
３１６Ti不锈钢, 筒体规格为 ３８１ mm×３．０mm , 壁 裂纹, 其宏观形貌如图 １ 所示. １ 号裂纹位于筒体和
ϕ
厚为 ３．０mm ; 前管板材料为 ３１６L 不锈钢, 焊接材 前管板之间的焊缝位置, 沿焊缝纵向扩展, 长度约为
料为 ER３１６LSi不锈钢焊丝.热交换器壳程最高工 ６０mm . ２号裂纹位于１号裂纹焊缝附近的筒体母材
作压力为 ０．７MPa , 设计工作温度为 １７０ ℃ , 工作介 处, 距焊缝约１０mm , 长度约为 ２５mm .将两条裂纹
质为水蒸气; 管程最高 工作压力为 ０．３８MPa , 设计 打磨掉约０．５mm 后再次进行渗透检测发现, １ 号裂
工作温度为 １４０ ℃ , 工作介质为染液.前管板两侧 纹打磨后长度约为７０mm , ２号裂纹打磨后长度约为
分别与筒体和锥形封头焊接.为查明该染缸热交换
３０mm , 裂纹均有由内表面向外表面扩展的趋势.
器筒体与锥形封头焊缝开裂的原因, 笔者对其进行 １．２ 化学成分分析
采用手持合金分析仪对热交换器裂纹两端筒体
母材和焊缝进行化学成分分析, 结果见表 １ .裂纹
收稿日期: ２０１９Ｇ０２Ｇ１９
作者简介: 谢小武( １９９２－ ), 男, 硕士研究生, 主要从事特种设 两端筒 体 母 材 化 学 成 分 符 合 ASME SAＧ２４０ / SAＧ
２４０M －２０１６ S p eci f ication f or Chromium and
备检验与失效分析工作, ３５２５９８４９２＠ qq ．com
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