Page 71 - 理化检验-物理分册2020年第二期

谢小武, 等: 染缸热交换器焊缝开裂原因分析

表 ２ 热交换器硬度测试结果
Tab敭２ Hardnesstestresultsofheatexchan g er HBS
测试位置 测试值 平均值
筒体 １３４ , １４３ , １４５ １４１
开裂区的
焊缝 １４７ , １５７ , １５０ １５１
焊接接头
筒体侧热影响区 ２４２ , ２１４ , ２４３ ２３３
筒体 １２４ , １１７ , １２７ １２３
远离开裂区的
焊缝 １３５ , １３９ , １３１ １３５
焊接接头
筒体侧热影响区 １４７ , １４６ , １５５ １４９

硬度均无明显异常.
１．４ 金相检验
对热交换器开裂区 １ 号和 ２ 号裂纹处进行打磨
抛光, 用浓硝酸和浓盐酸体积比为 １∶３ 的溶液浸蚀
后进行金相检验, 结果如图 ２ 所示.可见 １ 号裂纹
处的显微组织为奥氏体 ＋ 网状分布的铁素体, 主裂
图 １ 热交换器表面裂纹宏观形貌 纹穿晶扩展, 存在二次裂纹和明显的腐蚀坑, 具有应
Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofcracksonthesurfaceoftheheatexchan g er 力腐蚀特征; ２ 号裂纹呈树枝状, 显微组织为奥 氏
a beforesandin g b aftersandin g 体, 同样具有应力腐蚀特征.
ChromiumＧnickel Stainless Steel Plate , Sheet ,
and Stri pf or Pressure Vesselsandf or General
A pp lications 对 ３１６Ti不锈钢的技术要求, 焊缝化

学成分符合 ASMESECIICSFAＧ５．９ / SFAＧ５．９M
－ ２００１ S p eci f ication f or Bare Stainless Steel
Weldin gElectrodesandRods 对 RE３１６LSi不锈钢
的技术要求.
表 １ 热交换器化学成分( 质量分数)
Tab敭１ Chemicalcom p ositionsoftheheatexchan g er
massfraction ％
分析位置 Mn Cr Ni Mo Cu
实测值 １．３５ １６．３４ １０．６７ ２．０８ ０．４８
筒体
１６．００~ １０．００~ ２．００~
标准值 ≤２．００ —
１８．００ １４．００ ３．００
实测值 １．７５ １８．５８ １１．６７ ２．１７ ０．４８
焊缝
１．００~ １８．００~ １１．００~ ２．００~
标准值 ≤０．７５
２．５０ ２０．００ １４．００ ３．００
图 ２ 热交换器开裂区显微组织形貌
１．３ 硬度测试 Fi g 敭２ Microstructuremor p holo gy ofcrackzoneofthe
对热交换器开裂区焊接接头和远离开裂区的其 heatexchan g er a No敭１crack b No敭２crack
他前管板与筒体焊接接头进行显微硬度测试, 测试 １．５ 氯离子检测
位置分别为筒体母材、 焊缝和热影响区, 结 果见表 为检验染缸热交换器工作介质情况, 对染缸热交
２ .根据 ASMESA２４０ / SAＧ２４０M－２０１６ , ３１６Ti不 换器壳程的蒸汽系统冷凝水和管程常用的两种染液
锈钢的硬度应不高于 ２１７HBS .由表 ２ 可知, 开裂 ( 分别编号为 １ 号染液和 ２ 号染液) 取样进行氯离子
区母材与焊缝位置处硬度未见明显异常, 热影响区 质量浓度分析, 工作介质试样见图 ３ .检测结果如
的 硬度偏高; 远离开裂区的前管板与筒体焊接接头 下, １号染液中的氯离子质量浓度为 ３８６ m g L ;

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