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  • 换热器失效特征及腐蚀产物分析
    失效换热器在除盐系统中起着加热反渗透进水的作用。换热器为板式结构,加热源为机组的辅助蒸汽,经过减温减压装置后,加热用汽的温度下降到150℃左右,压力大约在0.3~O.4MPa,加热器的薄板采用了316不锈钢(OCr17Ni12Mo2)的波纹板,板厚度为lmm左右,一侧走汽,另一侧走水,运行过程中水压大约在0.5~0.6MPa,进水温约为0~15℃,加热后出水水温小于等于25℃。水侧与汽侧之间通过橡胶圈进行密封隔离,水侧的水为原水预处理后的出水,原水预处理通过采用原水加入聚合氯化铝进行混凝、澄清处理,并在预处理后还加入了次氯酸钠进行杀菌消毒,原水氯离子含量全年平均大约在80~130mg/L,经过预处理后的氯离子含量水平更高。而加热蒸汽中氯离子则在1 I 左右。可以看出,水侧的氯离子的含量远远高于汽侧的氯离子含量。
    对失效换热器加热板进行外观检查发现,加热板汽侧整体呈银灰色,换热器水侧和汽侧进口的波纹板处均有少量白色水垢沉积物,水垢很硬,垢下存在腐蚀点以及裂纹,裂纹是从汽侧开始发展的,裂纹呈树枝状,最长一条约35mm。并拌有局部点蚀存在,汽侧中部也均匀地分布着蚀点和缝隙腐蚀沟,深度大约在1mm;而加热板的水侧整体的颜色成淡淡的水锈黄色,水侧整体没有腐蚀点。
    对失效的加热器板,委托机械工业材料质量检测中心进行了金相检验和化学成分分析。分析报告提供的腐蚀产物成分为:O、Mg、Si、Mo、S、C1、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Ni。其中0 为16.16 9,6、S为3.31 、Cl为16.68 ,从中可知,Cl含量已经超出其他非金属元素的含量,为主要腐蚀产物。
    金属材料在拉应力和腐蚀性介质的联合作用下,可发生应力腐蚀开裂(stress corrosion crack—ing)。奥氏体不锈钢化学性能优良,但在氯化物存在时的抗应力腐蚀性能较差。工作介质温度的不同,使得奥氏体不锈钢对氯化物含量的敏感程度也不同,根据316不锈钢的腐蚀曲线,在含氯水的腐蚀介质中,氯离子浓度达到130mg/I ,其引发应力腐蚀的临界温度是8o℃。一般来说,应力腐蚀主要是通过破坏不锈钢表面的钝化膜而导致的,因为氯离子能对不锈钢表面钝化膜起到强烈的活化作用,当氯离子吸附在不锈钢的薄弱部位取代02一,使钝化膜遭到破坏,局部形成闭塞电池,进而成为针孔状的点蚀坑(pitting corrosion),加上坑内介质中的Cl_在温度较高时浓缩,介质酸度增加,更加速了金属的腐蚀进程,蚀孔的尖端可扩展为裂纹,为应力腐蚀的产生留下源头。当局部介质中的氯离子含量达到一定浓度,蒸汽温度较高,并且存在应力集中时,就会导致应力腐蚀断裂的发生。