凝汽器、換熱器用304不銹鋼管基本都是焊接管，調查發(fā)現不304銹鋼管在焊縫及其熱影響區發(fā)生點(diǎn)蝕穿孔的案例較多，調查樣本中至少有5起: 1. 浙江某電廠(chǎng)125MW機組TP304不銹鋼管凝汽器:2)河南某電廠(chǎng)TP304不銹鋼管凝汽器，2. 長(cháng)沙某單位制冷機中的TP304不銹鋼管換熱器 ，3. 山東某化工企業(yè)436L鐵素體不銹鋼管換熱器 4. 山西太原第一熱電廠(chǎng)TP304不銹鋼管熱網(wǎng)加熱器。

 針對第一熱電廠(chǎng)熱網(wǎng)加熱器TP304不銹鋼管的腐蝕進(jìn)行失效分析:

 一、概況

 太原第一熱電廠(chǎng)第一臺304不銹鋼管加熱器開(kāi)始運行僅一個(gè)采暖期就發(fā)現有微漏，次年采暖期開(kāi)始時(shí)，停第一臺加熱器，新開(kāi)第二臺新,304不銹鋼管加熱器。供暖結束，加熱器停運，停運前未發(fā)現泄漏。供暖結束一個(gè)月多后進(jìn)行水壓試驗查漏，發(fā)現第一臺不銹鋼管加熱器有漏管近二百根，第2臺加熱器也有上百根不銹鋼管泄漏。將加熱器腐蝕的不銹鋼管抽樣檢查，發(fā)現在焊縫及附近有點(diǎn)蝕坑或穿孔。

二、外觀(guān)

    泄漏的TP304不銹鋼管內僅在焊縫及附近有點(diǎn)蝕坑，有的己經(jīng)穿孔，其它地方基本沒(méi)有點(diǎn)蝕坑，說(shuō)明焊縫及熱影響區域的耐蝕性能明顯低于母材，制造質(zhì)量有問(wèn)題。管子內部的外觀(guān)見(jiàn)圖。

三、化學(xué)成分和力學(xué)性能檢測

    按照GB/T24593-2009標準，檢測了TP304不銹鋼管的化學(xué)成分和力學(xué)性能，化學(xué)成分見(jiàn)表，力學(xué)性能見(jiàn)表。由表可知，化學(xué)成分和力學(xué)性能均合格。根據對大量不銹鋼材料檢測結果的分析，不銹鋼化學(xué)成分和力學(xué)性能不合格的可能性極小。由于現代冶煉技術(shù)的提高，不銹鋼成分能精確控制，去雜質(zhì)的成本較低，而有益合金元素的成本較高。因此不銹鋼中的雜質(zhì)含量通常遠低于規定值，而有益合金元素鎳、鉻、鉬的含量基本都在下限。

四、金相分析

   取TP304不銹鋼管樣橫向剖面，經(jīng)鑲嵌、磨拋、化學(xué)試劑侵蝕后，在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察焊縫金相組織，TP304不銹鋼管焊縫處金相組織見(jiàn)圖2-8。由圖2-8可見(jiàn)，該TP304不銹鋼管焊縫處顯微組織為奧氏體加少量鐵素體，呈鑄態(tài)的柱狀和枝狀晶。由于有害元素容易在樹(shù)枝晶和柱狀晶之間偏析，因此焊縫處的耐蝕性能較差，是不銹鋼焊接管的薄弱環(huán)節。

五、焊縫腐蝕比試驗

  為了定量表征304不銹鋼管焊縫處的耐蝕性能與母材的差異，美國材料試驗協(xié)會(huì )標準ASTM A249112 規定了檢測方法和合格判據。將奧氏體不銹鋼焊接管對剖，一半有焊縫，一半是無(wú)焊縫的母材，測量焊縫和母材的厚度，然后放入沸騰的20%鹽酸中.當母材減薄到原厚度的40-60%時(shí)，取出試樣，清洗后再測量焊縫和母材的厚度，計算焊縫和母材的腐蝕減薄量，焊縫和母材的腐蝕減薄量之比稱(chēng)為焊縫腐蝕比R。如果R等于1，說(shuō)明焊縫和母材的耐蝕性能相等;如果R大于1，說(shuō)明焊縫的耐蝕性能比母材差。ASTM A249規定R<_1.25為合格，R值也可以由合同雙方共同商定.取未使用過(guò)的備用管，按照ASTM A249中的S7條款進(jìn)行了焊縫腐蝕比測試，檢測結果見(jiàn)表2-5。該TP304不銹鋼管的焊縫腐蝕比R約為1.52，遠大于1.25，焊縫質(zhì)量不合格。由于該質(zhì)量條款是補充技術(shù)規定，ASTM A249規定在執行此標準時(shí)，只有需方在合同或訂單中規定時(shí)才予實(shí)施。而一般電廠(chǎng)技術(shù)人員不熟悉該標準，訂貨時(shí)很少寫(xiě)上該條款，容易發(fā)生質(zhì)量爭議。

六、腐蝕機理和防控方法

  凝汽器、換熱器用304不銹鋼管在焊縫及其熱影響區容易發(fā)生點(diǎn)蝕，主要原因是未經(jīng)處理的焊縫是鑄態(tài)的柱狀和枝狀晶，有害元素容易在枝狀晶和柱狀晶之間偏析，如果焊縫在底部不利位置，或碰到酸洗等特殊環(huán)境，則焊縫及其熱影響區域更容易優(yōu)先腐蝕。如果要改進(jìn)焊管材質(zhì)的均一性，減小或消除焊縫區與母材的微觀(guān)組織及性能差別，就需要對焊縫或整個(gè)焊管進(jìn)行冷加工和熱處理，可以通過(guò)軋壓和再結晶工藝使焊縫處的柱狀和枝狀晶轉變?yōu)榈容S晶。焊縫內整平后熱處理可以改善焊縫處的組織和性能，但是內整平時(shí)焊縫要有足夠的高度，保證一定的軋壓量;熱處理要有足夠的停留時(shí)間。