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玻璃钢吸收塔的失效原因的判断及预防措施

发布日期:2018/08/17 10:16 关注次数:

    玻璃钢吸收塔的失效原因的判断及预防措施:
     
    1、失效原因判断
    玻璃钢吸收塔失效原因的判断应分别从是选材、结构设计、环境、运行操作等方面实施分析。
  (1)选材:材料的选择是否合理,材料的化学成分、冶金过程质量、表面状态是否正常,尤其需要了解材料强度、刚度、韧性等各类因素。若无法正确选材,应用温度明显比材料蠕变温度高;或材质劣化,长期在高温环境中应用时易造成材质渗碳。
  (2)结构设计:构件的几何形状、截面大小、圆角半径大小、表面光洁程度等是否科学;结构中产生的缺陷,形成了较大的残余应力等。
  (3)环境因素:金属所处环境中拥有较高或者较低浓度的腐蚀剂;温度的提高也会增加金属的腐蚀速率;金属材料和环境介质的相容性较差,且因湿度不适应而直接破坏了材料表面的氧化膜;材料表面呈现出不均匀的状态。
  (4)运行操作因素:违规进行操作或安全附件失灵导致出现温度突变或操作温度比材料韧性转变温度低;使压力容器内部发生了化学异常反应;下或者交变载荷作用下,使得应力集中区域疲劳裂纹逐渐向失稳断裂扩展;在交变载荷与腐蚀介质的共同作用下,最后产生腐蚀疲劳断裂。
    2、 失效预防措施
  (1)科学选材,在低温下严格禁止采用非低温用钢,选择高抗蚀的材料。
  (2)改良结构设计,结构的设计过程中,尽量采用圆滑过度以减少构件的应力集中;设备运行过程中,应尽可能地避免频繁的交变载荷,避免超温运作及局部过热,防止出现水停滞,通过热处理对残余应力有效消除。
  (3)强化材质性能的定期检验,对金属构件或设备所处的环境的腐蚀剂浓度实行严格检测,并降低环境介质的有效温度等。
  (4)改善介质环境,减少氧化阳离子,将适当元素添加至材料中,提升材料的抗蚀能力,采用表面防护方法。
    通过相应的公式计算玻璃钢吸收塔内壁所承受应力值,由所计算出的结果可知,玻璃钢吸收塔的周向应力值最大。但由于焊缝与喷嘴附近的应力过于集中,以及焊缝在焊接残余应力和热应力的共同作用下,最终使得玻璃钢吸收塔的内壁形成较大的应力,这为应力腐蚀提供了十分重要的条件。通过对失效破坏的玻璃钢吸收塔进行深入分析发现,玻璃钢吸收塔的失效是由于集中应力与腐蚀敏感介质的共同作用,从而产生了树枝状形貌的裂纹,在微观断口出现腐蚀产物,在晶界面上有腐蚀凹坑。因此可判断,玻璃钢吸收塔属于应力腐蚀失效。玻璃钢吸收塔的局部区域应力集中较高,如残余应力和热应力,以及因 KOH 引起材料的碱脆,这些因素加剧了玻璃钢吸收塔的应力腐蚀失效。科学选材,改良条件,尽可能避免腐蚀环境;结构设计过程中,为避免应力过于集中,在玻璃钢吸收塔应力集中区域安装环形角钢支撑架,从而降低残余应力。压力容器损坏事故中由于逐渐扩展的疲劳裂纹问题大概占 40%,因此,对疲劳失效特点、原因和措施进行系统研究具有重要意义。