特殊工況用工藝管道的失效分析及其解決對(duì)策.pdf

1、本文綜合應(yīng)用了失效分析的基礎(chǔ)理論、測(cè)試技術(shù)和表征分析方法,系統(tǒng)研究和解決了工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)所發(fā)生的非金屬材料和金屬材料制特殊工況用工藝管道的失效案例。
　　 采用X射線衍射儀(XRD)、紅外光譜儀(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)等方法對(duì)兩種顆粒改性PTFE軟管的組成、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了表征分析;利用示差掃描量熱法測(cè)試(DSC)、熱重分析測(cè)試(TG)、差熱分析儀(DTA)等熱分析方法對(duì)兩種顆粒改性PTFE軟管的導(dǎo)熱系數(shù)及其他熱性能

2、進(jìn)行了測(cè)試分析;通過(guò)兩個(gè)月的腐蝕介質(zhì)浸泡試驗(yàn),對(duì)軟管的耐腐蝕性能進(jìn)行了評(píng)價(jià);并使用三維體視電鏡對(duì)其表面形態(tài)進(jìn)行了觀察。
　　 結(jié)果表明國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口F4軟管均是由基體聚四氟乙烯(PTFE)和填充料石墨粒子所組成的共混材料,進(jìn)口軟管表面質(zhì)量相對(duì)好些。兩種軟管的熱性能基本一致。它們能耐各種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,性能均優(yōu)異,兩者的耐蝕性無(wú)明顯差異。
　　 采用光電直讀光譜分析和金相組織檢驗(yàn)對(duì)高壓循環(huán)氣體冷卻器三通夾套管的材質(zhì)進(jìn)行了檢驗(yàn)分

3、析;利用X射線熒光分析(XRF)、X射線衍射分析(XRD)和熱重分析(TGA)等方法對(duì)夾套管內(nèi)壁腐蝕物的化學(xué)成分和元素組成進(jìn)行了表征分析,并通過(guò)掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDS)對(duì)腐蝕物的微區(qū)形貌和成分進(jìn)行了系統(tǒng)觀察和深入分析。
　　 采用光電直讀光譜(OES)、金相組織檢驗(yàn)等方法對(duì)高壓循環(huán)氣體冷卻器內(nèi)管的化學(xué)成分和微觀組織進(jìn)行了表征分析和觀察,并通過(guò)掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDS)方法對(duì)內(nèi)管斷口表面形貌及其表面腐蝕物

4、的主要元素組成進(jìn)行了觀察和分析。
　　 采用光電直讀光譜(OES)和金相組織檢驗(yàn)對(duì)高壓循環(huán)氣體冷卻器內(nèi)管的材質(zhì)進(jìn)行了檢驗(yàn)分析,通過(guò)掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDS)對(duì)其爆裂斷口的微區(qū)形貌和成分進(jìn)行了系統(tǒng)觀察和分析。
　　 采用ICP-AES等離子發(fā)射光譜、離子色譜和紅外光譜(FTIR)對(duì)循環(huán)冷卻水的元素種類、陰離子含量和沉淀物的成分進(jìn)行了表征分析。
　　 結(jié)果表明高壓循環(huán)氣體冷卻器的夾套管、內(nèi)管的材質(zhì)均符合質(zhì)

5、量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn);含有一定比例氯離子的不合格循環(huán)冷卻水是導(dǎo)致內(nèi)管腐蝕速率加快、壁厚局部減薄迅速,以致強(qiáng)度不足而發(fā)生爆裂的主要起因;冷卻器的夾套管和內(nèi)管彎頭在冷卻水出口處附近的嚴(yán)重結(jié)垢,產(chǎn)生了垢下腐蝕和點(diǎn)腐蝕,并導(dǎo)致水流改變產(chǎn)生了局部沖刷效應(yīng),這是內(nèi)管、夾套管腐蝕加劇、壁厚減薄變快的另一關(guān)鍵原因;冷卻器冷卻水出口處及其附近的彎頭的腐蝕物堵塞,干濕交替介質(zhì)工況不僅導(dǎo)致腐蝕物的快速脫落和局部腐蝕加劇,而且脫落的腐蝕物又使水流改變流向產(chǎn)生沖刷作用,這

6、是夾套管出口處附近內(nèi)管腐蝕減薄快速的又一重要原因;冷卻器的結(jié)垢現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重,數(shù)量多、分布廣、垢物硬,這是與加入的阻垢劑功能失效和加入量不足密切相關(guān)。
　　 最后根據(jù)上述關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)中所使用的非金屬材料和金屬材料制特殊工況用工藝管道的失效分析,得出國(guó)產(chǎn)顆粒改性PTFE軟管的主要性能已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的水平。針對(duì)高壓循環(huán)冷卻器的失效提出了相應(yīng)的解決對(duì)策,從而有效預(yù)防了類似事故的再次發(fā)生,減少了經(jīng)濟(jì)損失,避免了可能的人員傷亡,使企業(yè)的