板式换热器管板失效的原因分析

  管板是板式换热器的重要组成部分之一，而在使用的过程中，管板会出现失效的问题，而据相关人士分析，造成这种现象出现的原因主要有以下几个：
  一、管板的宏观和显微组织分析，管板断口平整，颜色灰暗，没有明显的塑性变形，属于脆性断裂。裂纹起源于沟槽处，呈树枝状向外发散，尾部较为尖锐，瞬断区的宏观断口平整，外观比较清晰。 裂纹宏观形貌具有应力腐蚀裂纹的典型形貌特征。管板材料的金相组织为铁素体+珠光体。铁素体+珠光体呈带状分层交替分布，这种组织称为带状组织，带状组织 级别为3级，而正常的带状组织应小于2级，管板的带状组织超标。高温下的钢材晶粒度为6级，晶粒大小正常，分布不均匀。
  二、失效管板的外观检查和材料化学成分分析，管板采用20R锻造处理，管板的直径为1.5m，管板厚为200mm，管板与管子的连接采用胀接后焊接。根据对现场的观察：管板上有许多条裂纹，且管板上 半部裂纹更集中。裂纹多起源于管板与管束接头间隙处，裂纹呈环向及径向从管束开始向管板延伸。同时，管束之间的孔桥也分布着许多裂纹。有的裂纹在管板孔壁 内侧产生，向外扩展。有的裂纹同时从两侧内壁产生，然后相对扩展。
  三、断口及腐蚀产物分析，断口分析将管板进行处理处理，制成扫描电镜试样，使用7500型扫描电镜对试样进行扫描观察，图4为断口的微观形态，微观形态呈放射状由中心向四周发射， 它的平面是断裂单元，撕裂岭由平面之间连接的部分通过塑性变形方式撕裂而成，该处呈现一定的弧度，在裂纹扩展区，裂缝起源于晶粒内部的非金属夹杂物或 硬质点，断口微观形貌如河流花样一般从小中心向四周扩展，形态短而弯曲，支流较少，且扩展连续。