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            塑料波紋管產品開裂失效的分析和解決辦法

            來源:塑料波紋管產品 作者:塑料波紋管 發布日期:2018-07-17

              塑料波紋管產品是一種自由伸縮的彈性補償元件,由于其良好的補償變形能力,以及工作可靠、性能良好、結構緊湊等多種優點,已在各行業得到廣泛應用,某高爐煤氣重力除塵塑料波紋管產品(以下簡稱渡紋管)持續使用時間約5 a (年),在塑料波紋管產品的波峰上多處出現穿透性環向裂紋,最終導致開裂失效。

              為查明塑料波紋管產品開裂失效原因,對失效的塑料波紋管產品進行了現場觀察及取樣分析,并且通過分析,提出了如何提高大型高爐煤氣重力除塵塑料波紋管產品使用壽命的一些具體改進措施。

              塑料波紋管產品開裂失效的分析和解決辦法

            塑料波紋管產品開裂失效的原因分析

              經現場表面宏觀檢查,發現塑料波紋管產品表面的顏色呈暗棕色,在整個塑料波紋管產品的波峰上發現許多穿透性的環向裂紋、孔洞及破口,內表面分布較多的未穿透裂紋。裂紋寬度1~2 mitt,長度約40 nun,并且發現有些破口區域的塑料波紋管產品壁有較明顯的脹粗現象。

              取塑料波紋管產品的內表面和破裂的斷口,在掃描電鏡下進行觀察。觀察發現,塑料波紋管產品的內表面存在較嚴重的網絡狀腐蝕坑,在腐蝕坑深處伴有坑底裂紋,見圖4;塑料波紋管產品斷口上觀察到腐蝕產物、疲勞條帶及解理斷口形貌,裂紋由管內向管外擴展,裂紋擴展具有疲勞特征。

              根據以上分析,塑料波紋管產品在含有C1_和S:Q酸根介質的條件下又受到不同應力的作用(工作應力,加工應力等),最終導致應力腐蝕開裂發生。

              對塑料波紋管產品的表面進行觀察發現,塑料波紋管產品的內壁表面黏附黑色殘留物,塑料波紋管產品局部出現穿透性點腐蝕破壞,內壁表面也存在許多密集分布的未穿透的點蝕坑,并且在腐蝕坑間形成許多互相連接及平行的裂紋。

              

            塑料波紋管產品開裂失效的原因

              (1)由于塑料波紋管產品腐蝕產物中含有C1一以及較多的O和s2+,開裂的斷口上發現有大量的腐蝕產物,并且管壁上發現有許多點蝕坑,所以塑料波紋管產品穴存在應力腐蝕現象。

              (2)塑料波紋管產品內存在明顯的循環應力引起了多源腐蝕疲勞破壞。 (3)塑料波紋管產品的失效形式為腐蝕和疲勞引起的混合型應力腐蝕開裂失效。

              

            塑料波紋管產品開裂失效的改進措施

              由于高爐煤氣重力除塵塑料波紋管產品在使用過程中無法對其狀態進行控制,一旦開裂就會造成煤氣泄漏,泄漏后只有通過休風來處理。目前采用的打包處理方法只是開裂后的臨時處理措施,如果定期更換塑料波紋管產品,則維修成本較高.會造成不必要的浪費。

              為了徹底解決塑料波紋管產品的使用壽命問題,提高塑料波紋管產品的使用壽命和工作可靠性,依據失效塑料波紋管產品的失效原因,提出在以后的備件和新品制作中應采取如下措施:

              (1)改進塑料波紋管產品波形參數以增加疲勞壽命通過適當改進塑料波紋管產品的_些設計參數以提高塑料波紋管產品的疲勞壽命和抗疲勞性能。通過改變渡高、波距、波數和壁厚等參數,提高疲勞壽命達到5 100次。

              (2)改進塑料波紋管產品材料以增加塑料波紋管產品耐腐蝕性能提高塑料波紋管產品的抗腐蝕性能,選用高等級的不銹鋼材料。塑料波紋管產品材料可選用耐應力腐蝕和點腐蝕性能較強的Incoloy 825。

              (3)改進制造工藝塑料波紋管產品制造改用液壓成型工藝成型后固溶處理,并根據其工況的惡劣情況,可增加消除應力和表面鈍化工藝。同時提高塑料波紋管產品的制造質量,如提高焊縫質量、減少成型偏差、注意表面質量等。

              (4)改進塑料波紋管產品的結構如有可能塑料波紋管產品由單層改為雙層結構,并在兩層之間設置檢測設備(如壓力表)來控制其工作狀態;塑料波紋管產品段的引管截面,應采用過渡圓弧設計,減少截面變化給該部位所造成的阻力和應力集中。

              (5)提高安裝質量在塑料波紋管產品的安裝過程中,焊接時應做好塑料波紋管產品的防護措施,嚴格按照制造廠提供的安裝要求進行。

              利用光學顯微鏡、掃描電鏡和電子能譜等測試手段,從微觀組織、斷口形貌以度腐蝕產物成分等角度,分析了某大型高爐煤氣重力除塵塑料波紋管產品開裂失效的原因。結果表明,塑料波紋管產品的失效是由于應力腐蝕開裂所致。提出了兩方面的改進措施,即通過改進塑料波紋管產品波形參數以增加疲勞壽命,以廈通過改進塑料波紋管產品材料以增加塑料波紋管產品耐腐蝕性能。

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