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焊接板式換熱器應(yīng)力腐蝕是在板片殘余應(yīng)力、外力和腐蝕環(huán)境的聯(lián)合作用下產(chǎn)生的破裂,這種破裂是在板片幾乎不發(fā)生任何變形的情況下,迅速而且突然發(fā)生。因此,應(yīng)力腐蝕是危害最大的腐蝕形態(tài)之一。工程上常用的奧氏體不銹鋼、銅合金、鈦合金、高強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度鋁合金等材料,對(duì)應(yīng)力腐蝕都很敏感。這些材料即使在腐蝕性不太嚴(yán)重的環(huán)境中,如含有少量Ｃｌ-的水、潮濕大氣及蒸餾水中,也會(huì)引起應(yīng)力腐蝕。在焊接板式換熱器中,由于板片與板片之間、板片束與連接板、連接板與管側(cè)端板、端板與殼體、折流板與板束、管側(cè)端板與板側(cè)端板等結(jié)構(gòu)都需要焊接,因此焊接板式換熱器在制造過程當(dāng)中會(huì)存在很大的殘余應(yīng)力,這為產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕提供了條件。
1、合理的工藝設(shè)計(jì)
為避免殘留液和沉積物的滯留,焊接時(shí)盡量采用雙面對(duì)接焊和連續(xù)焊,避免搭接焊和點(diǎn)焊。由于板片很薄,焊接熔化后添補(bǔ)焊絲少,易造成焊縫成型差,因而在焊接工藝中應(yīng)100%填補(bǔ)焊絲,以保證焊縫成型良好。
2、降低介質(zhì)的侵蝕性
介質(zhì)對(duì)不同的腐蝕體系有不同的影響,如奧氏體不銹鋼在中性氯化物溶液中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕,但是只要介質(zhì)中氧的質(zhì)量濃度低于1.3ｍｇ/ｍ3就不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕。因此,可以通過除去介質(zhì)中的溶解氧和氧化劑以控制應(yīng)力腐蝕。降低介質(zhì)中Ｃｌ-的質(zhì)量濃度、嚴(yán)格控制介質(zhì)中硫的質(zhì)量濃度也是控制應(yīng)力腐蝕的有效措施。
3、電化學(xué)保護(hù)法
應(yīng)力腐蝕斷裂是應(yīng)力作用下的陽極溶解過程。因此,可以采用電化學(xué)保護(hù)的方法控制。金屬或合金發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂與電位有關(guān),有些體系存在一個(gè)臨界破裂電位,高于此值會(huì)產(chǎn)生腐蝕斷裂。更多的體系有一定的敏感電位范圍,這個(gè)電位范圍通常處于鈍化活化區(qū),通過電化學(xué)極化的方法可以使金屬的電位離開這個(gè)敏感的電位范圍。電化學(xué)保護(hù)方法不但可以防止應(yīng)力腐蝕斷裂,而且在保護(hù)參數(shù)選用得當(dāng)?shù)臈l件下即使產(chǎn)生了裂紋仍可使其停止擴(kuò)展。采用犧牲陽極保護(hù)或表面噴涂耐蝕金屬的方法,有時(shí)也能收到良好的效果。
4、減小殘余應(yīng)力
根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),引起應(yīng)力腐蝕破裂的應(yīng)力主要是殘余應(yīng)力,而殘余應(yīng)力主要是由冷加工以及焊接引起的內(nèi)應(yīng)力所構(gòu)成。對(duì)冷加工件和焊接件進(jìn)行熱處理,有助于消除殘余應(yīng)力,從而也有助于防止應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生。因此,焊接操作必須嚴(yán)格遵守有關(guān)焊接規(guī)程。熱處理時(shí)對(duì)溫度的控制要適當(dāng),避免因熱處理產(chǎn)生殘余應(yīng)力。但采用熱處理消除殘余應(yīng)力的方法不僅費(fèi)用較高,而且還有一些不足,如產(chǎn)生變形、碳化物沿晶界析出、形成氧化皮以及內(nèi)應(yīng)力的消除程度等。所以,在焊接板式換熱器的制造過程中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況全面考慮,以決定是否采取消應(yīng)力退火熱處理消除殘余應(yīng)力。也可采用其他消除殘余應(yīng)力的方法,如水壓試驗(yàn)、振動(dòng)時(shí)效、噴丸處理及錘擊等。
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