哪些原因會讓螺旋板式換熱器的管板失效

1.管板材料

管板在20R鍛造，直徑1.5m，厚度200mm。管板與管子的連接應在膨脹后焊接。螺旋板換熱器管板裂紋較多，管板裂紋集中在上半部。裂紋主要發生在管板與管束接頭之間的間隙。裂紋以環形和徑向方式從管束延伸到管板。

2.腐蝕性介質

腐蝕性物質主要含有鐵、鋁、碳、硫、硅、氧和銅。其中，Fe和Cu主要來源于鋼本身。碳和硫來源于石油，氧、硅和鋁來源于硅鋁酸鹽裂化催化劑。如果管板破裂，管內的油會進入裂紋，造成很大的腐蝕。

3.管板組織

管板有平斷口，顏色為灰色，無塑性變形，為脆性斷裂。裂紋起源于凹槽，并以樹枝狀向外發散。尾部銳利，瞬時斷裂帶宏觀斷層外觀平坦清晰。裂紋的宏觀形貌具有典型的應力腐蝕裂紋形貌特征。

4.斷裂和腐蝕產物

用掃描電子顯微鏡掃描斷口，發現其平面是一個斷裂單元。在裂紋擴展區，裂紋起源于非夾雜物或晶粒中的硬點。斷裂形態似河型，由中心向周邊延伸，短而彎，支流少，不斷擴張。螺旋板換熱器管板的形狀以樹枝狀為主，裂紋尾部尖銳。裂紋形態以晶粒為主，伴有少量晶間裂紋，表明斷裂接近應力腐蝕斷裂。

5.金屬超應力引起的腐蝕

管板受力時，金屬表面的缺陷或夾雜物形成微裂紋源，孔內外的溶液不易對流擴散。由于裂紋中金屬離子和氫離子的增加，為了保持電中性，裂紋外的硫陰離子進入狹縫形成腐蝕性酸，使裂紋內腐蝕以自催化方式繼續進行。

螺旋板式換熱器管板存在帶狀夾雜等缺陷。由于溫差應力、制造應力、工作應力和殘余應力的存在，管板中存在大量的殘余應力。腐蝕產物分析表明，當管板出現裂紋時，管道中的油進入裂紋，進一步加速了腐蝕。