某汽包封頭減薄泄漏原因分析

林濤 李信（四川省特種設備檢驗研究院，四川成都610061）

某汽包封頭減薄泄漏原因分析

林濤 李信（四川省特種設備檢驗研究院，四川成都610061）

某煤氣站用汽包使用僅6個月出現(xiàn)汽包封頭減薄泄漏。采用化學成分分析、硬度測定、宏觀形貌分析、能譜分析測試等方法對減薄泄漏處進行了檢測分析。結果表明,汽包的結構設計不合理及介質水未做去離子和除氧處理兩方面原因，導致汽包封頭沖刷磨損腐蝕，最終減薄泄漏。

汽包；減薄；結構設計；介質水

某公司煤氣站用的汽包運行僅6個月，其封頭出現(xiàn)嚴重減薄的情況。該汽包為?3.4m兩段式冷煤氣站集汽部件，規(guī)格DN=1000mm VN=1m3，汽包封頭材料Q235-B，在用汽包外表面工作溫度約130℃∽135℃，工作壓力表值0.3MPa，滿足設計圖紙中對工況的要求。封頭減薄區(qū)域正對高溫水汽混合物進氣管口。

1 理化分析

1.1 化學成分分析

對減薄區(qū)域并材質進行光譜分析復檢，發(fā)現(xiàn)元素符合GB700-2006《碳素結構鋼》[1]及GB150-2011《壓力容器》[2]中對Q235-B的化學成分要求。結果見表如1。

表1 化學成分復驗結果

1.2 硬度檢驗

對減薄區(qū)使用維氏硬度測試，結果見表2，依據(jù)DIN 50150-2000《金屬材料試驗.硬度值的換算》[3]規(guī)定，將硬度值換算為強度值，參考抗拉強度約為480MPa，抗拉強度要求符合GB700-2006《碳素結構鋼》[1]中要求。

表2 維氏硬度測試結果

2 減薄區(qū)低倍宏觀形貌分析

圖1 腐蝕區(qū)域低倍宏觀形貌

對汽包封頭減薄區(qū)域金屬材料取樣，樣品覆蓋整個減薄區(qū)域。

減薄區(qū)域形狀呈不規(guī)則橢圓形，邊緣有明顯腐蝕產(chǎn)物沉積，外觀呈灰白色，厚度約0.2∽1.6mm，如圖2#區(qū)域；減薄區(qū)域流線密集、與罐體安裝水平位置方向呈左高右低貫通平行分布，流線寬度1∽3mm不等；減薄區(qū)域邊緣有大量腐蝕坑，呈蜂窩形點狀，凹坑直徑?1∽?5mm不等。減薄表面中有明顯的溝槽，減薄面邊緣如半環(huán)形馬蹄狀。

3 能譜分析測試

對減薄區(qū)域表面產(chǎn)物采用EDAX能譜儀進行定性、定量分析，經(jīng)測試分析發(fā)現(xiàn)表面產(chǎn)物中除基材Fe、Si本身元素外，還含有40.6%O、24.5%Ca、18.2%S等，推斷減薄區(qū)表面產(chǎn)物應該是硫酸鈣類物質。

4 分析與討論

（1）檢材材料硬度、化學成分等項目均未發(fā)現(xiàn)明顯異常，金屬材料本身不是引起汽包封頭減薄的原因。

（2）汽包的設計結構不合理，導致高溫水汽混合物從進氣管出口直接沖刷汽包左封頭（即減薄區(qū)域），沖刷作用不斷剝離腐蝕層金屬，導致封頭區(qū)域減薄速度大于其他區(qū)域。

（3）減薄區(qū)域形貌顯示，減薄表面存在大量沿一定方向的腐蝕溝槽，中間存在大量不規(guī)則的腐蝕凹坑，屬典型沖刷腐蝕磨損特征[4-5]。

（4）使用的介質水未做去離子和除氧處理，能譜儀測試分析表明，減薄表面產(chǎn)物中存在Ca、S、O等元素，由此可以說明沖刷腐蝕源于使用的介質水中含有溶解氧和弱酸性物質導致。

5 建議措施

（1）對介質水進行去離子和除氧處理并加強水質監(jiān)測；

（2）改進汽包進氣管結構，防止高溫水汽混合物直接沖刷封頭。

[1]GB713—2014鍋爐和壓力容器用鋼板[S].

[2]GB150—2011壓力容器[S].

[3]DIN50150-2000金屬材料試驗.硬度值的換算[S].

[4]龔洵潔，國內外鍋爐汽包腐蝕問題的研究狀況[J].長沙電力學院學報,1995，10（4）：413-416.

[5]郭平，余熱鍋爐汽包的腐蝕分析[J].品牌與標準化,2010，8：18.