20世纪30年代,第一台处理硫酸盐法制浆黑液的碱回收锅炉(产能120tds/天、主蒸汽温度420℃)在芬兰Oulu工厂投入运行,采用双汽包、全碳钢管的设计。但经过一段时间使用后,发现水冷壁管(碳钢)快速减薄。于是,304L/SA210复合管应运而生。
1972年,第一台使用304L/SA210复合管的碱回收锅炉在瑞典投入运行。目前国内大多数运行中的碱回收锅炉,炉膛下部水冷壁都采用AISI304L/SA210复合管设计。
近期,维美德能源服务工程师在国内客户现场年度检查过程中,发现碱回收锅炉下部的不同部位304L/SA210材质的复合管出现不同程度的裂纹。
裂纹表面形态主要有两种:横向裂纹和纵向枝杈式裂纹。
其中,横向裂纹通常能够穿透包覆层后,进一步渗透到碳钢层。
而纵向枝杈式裂纹通常能够穿透不锈钢包覆层,在包覆层和碳钢层的交界处终止,或者沿着交界处改变穿透方向,进一步扩展。
复合管裂纹产生的主要机理有应力腐蚀和热疲劳。
应力腐蚀产生的机理是,在某种特定的腐蚀性环境下,且拉伸应力作用于材质中,此时会出现应力腐蚀裂纹。对应碱回收锅炉,含硫的化合物形成腐蚀性的环境,不间断的热循环又加剧了这种腐蚀性的环境,运行中的拉伸应力会在复合管的包覆层出现,导致复合管出现应力腐蚀裂纹。
热疲劳产生的机理是,当复合层的温度超过某个限值时,在包覆层开始产生塑性变形,此时锅炉即使正常运行,依然会产生拉伸应力。塑性变形不断积累,导致复合管上产生裂纹。
责任编辑:任九