换热钢管腐蚀原因分析-中国应急分析测试平台.PDF

记录号：JS-AL-工艺设备（换热器）-009 20#换热钢管腐蚀原因分析 摘要：某换热管位于预热交换器的上换热管束的下端位置，检查见到在上换热管束的下端距 离下管板约 50～100mm 的范围内均出现严重的腐蚀现象，钢管的材料牌号：20#钢，规格： Φ25×2.5mm。通过材料化学成分分析、表面形貌观察及金相组织检验，结果表明：钢管的 失效是由管内表面局部在液态介质中发生全面腐蚀造成的。腐蚀部位的工作温度区间位于管 中 内介质液化温度范围，是造成该区域严重腐蚀，并导致穿孔的主要原因。 关键词：换热管；腐蚀；液态介质 材料种类/牌号：碳钢/20#钢 概述 国 某换热管位于预热交换器的上换热管束的下端位置，检查见到在上换热管束的下端距离 下管板约 50～100mm 的范围内均出现严重的腐蚀现象，腐蚀钢管的宏观形貌如图 1。 应 急 分 图 1 腐蚀钢管的宏观形貌 钢管的材料牌号：20#钢，规格：Φ25×2.5mm。上换热管的有关设计和工作参数为：设 析 计压力 1.6MPa；实际工作压力：1.4MPa；工作温度 180～220℃；工作介质：管程：半水煤 气；壳程：变换气。 试样为一段发生腐蚀穿孔的失效预热交换器换热钢管，对其腐蚀的原因进行了分析。 测试过程与结果 网 化学成分分析 钢管材料化学成分分析结果见表 1，表中同时列出 GB/T699-1999 对20 钢的化学成分规 定要求，看出，材料化学成分符合图纸及相关技术条件的规定要求。 表 1 材料化学成分分析结果及规定要求对照（W/%） C Si Mn S P 实测 0.17 0.19 0.50 0.009 0.0088 0.17～ 0.17～ 0.35～ 20钢 ≤0.035 ≤0.035 0.23 0.37 0.65 1 表面形貌观察 线切割方法在钢管腐蚀孔洞处截取试样，清洗后观察腐蚀形貌，如图 2。可以看出，钢 管内表面严重减薄，外表面没有明显减薄，腐蚀是由内表面开始的。清洗后穿孔位置附近的 局部内、外表面黄色浮锈完全脱落，显露出金属光泽，是在电解质溶液中发生腐蚀溶解的形 态特征，腐蚀产物进入溶液被带走，没有在腐蚀表面大量沉积，故腐蚀区域呈现金属光泽。 中 国 外表面 内表面 图 2 钢管腐蚀穿孔形貌 应 在 SEM 下观察钢管外表面的形貌如图 3，锈层脱落处及腐蚀孔边缘均显露出晶粒组织， 为晶界优先全面腐蚀的形态。