20世紀(jì)30年代，第一臺(tái)處理硫酸鹽法制漿黑液的堿回收鍋爐（產(chǎn)能120tds/天、主蒸汽溫度420℃）在芬蘭Oulu工廠投入運(yùn)行，采用雙汽包、全碳鋼管的設(shè)計(jì)。但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，發(fā)現(xiàn)水冷壁管（碳鋼）快速減薄。于是，304L/SA210復(fù)合管應(yīng)運(yùn)而生。
1972年，第一臺(tái)使用304L/SA210復(fù)合管的堿回收鍋爐在瑞典投入運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)運(yùn)行中的堿回收鍋爐，爐膛下部水冷壁都采用AISI304L/SA210復(fù)合管設(shè)計(jì)。
近期，維美德能源服務(wù)工程師在國(guó)內(nèi)客戶現(xiàn)場(chǎng)年度檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)堿回收鍋爐下部的不同部位304L/SA210材質(zhì)的復(fù)合管出現(xiàn)不同程度的裂紋。
裂紋表面形態(tài)主要有兩種：橫向裂紋和縱向枝杈式裂紋。
其中，橫向裂紋通常能夠穿透包覆層后，進(jìn)一步滲透到碳鋼層。
而縱向枝杈式裂紋通常能夠穿透不銹鋼包覆層，在包覆層和碳鋼層的交界處終止，或者沿著交界處改變穿透方向，進(jìn)一步擴(kuò)展。
復(fù)合管裂紋產(chǎn)生的主要機(jī)理有應(yīng)力腐蝕和熱疲勞。
應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理是，在某種特定的腐蝕性環(huán)境下，且拉伸應(yīng)力作用于材質(zhì)中，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋。對(duì)應(yīng)堿回收鍋爐，含硫的化合物形成腐蝕性的環(huán)境，不間斷的熱循環(huán)又加劇了這種腐蝕性的環(huán)境，運(yùn)行中的拉伸應(yīng)力會(huì)在復(fù)合管的包覆層出現(xiàn)，導(dǎo)致復(fù)合管出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋。
熱疲勞產(chǎn)生的機(jī)理是，當(dāng)復(fù)合層的溫度超過(guò)某個(gè)限值時(shí)，在包覆層開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形，此時(shí)鍋爐即使正常運(yùn)行，依然會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。塑性變形不斷積累，導(dǎo)致復(fù)合管上產(chǎn)生裂紋。
責(zé)任編輯：任九
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