不銹鋼換熱器管在含氫環(huán)境中使用可能面臨氫脆、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等風(fēng)險(xiǎn)。
具體風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)為氫滲透損傷和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂誘發(fā):
氫滲透損傷:
氫氣分子滲透至不銹鋼晶界,導(dǎo)致金屬韌性下降,引發(fā)脆性斷裂,尤其在高壓(>20MPa)、高溫(>200℃)環(huán)境下風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。
奧氏體不銹鋼(如S30403)晶格間隙較大,抗氫脆性弱于雙相不銹鋼和鈦合金。
應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)誘發(fā):
殘余應(yīng)力(焊接或冷加工遺留)與氫氣協(xié)同作用,加速裂紋擴(kuò)展。
防護(hù)措施分享如下:
1.材料優(yōu)選與升級(jí)
?雙相不銹鋼(如S32304):高屈服強(qiáng)度(奧氏體不銹鋼2倍),降低壁厚需求;氮強(qiáng)化晶界,顯著抑制氫擴(kuò)散和氯離子應(yīng)力腐蝕。
2.?制造工藝優(yōu)化
焊接時(shí)采用氮?dú)獗Wo(hù)氣體,防止氮流失影響耐蝕性;避免冷加工殘余應(yīng)力,U型彎管后無(wú)需熱處理;管束近管板處增設(shè)“假管板”(加強(qiáng)型防振支撐板),減少振動(dòng)誘導(dǎo)裂紋。
3.涂層與隔離防護(hù)
管壁涂覆聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂涂層,阻隔氫接觸基材;法蘭密封面使用氟橡膠墊片,防止縫隙處氫積聚。
運(yùn)行期間應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控介質(zhì)溫度/壓力波動(dòng),避免超溫引發(fā)氫活性驟增;控制殼程除鹽水pH值穩(wěn)定(中性),減少電化學(xué)腐蝕疊加風(fēng)險(xiǎn)。
定期進(jìn)行氫滲透檢測(cè)(如電化學(xué)氫傳感器);停機(jī)時(shí)采用內(nèi)窺鏡排查管壁微裂紋,重點(diǎn)檢查焊縫區(qū)域!