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应力腐蚀失效分析案例

助焊剂腐蚀失效案例分析

助焊剂腐蚀失效案例分析中国赛宝实验室可靠性研究分析中心邱宝军邹雅冰 1 前言随着国内外环保要求的不断提高，电子产品正全速向低毒、低碳方向前进，由此也引发产品制造业向无铅、无卤方向快速发展。由于无铅焊料的焊接温度范围受到PCB和元器件耐温要求的限制，特别是无铅焊料本身的润湿性较锡铅焊料差，无铅焊接工艺的难度大大得提高，由此导致大量的焊接工艺缺陷。为了客服无铅工艺焊接能力较差的问题，人们纷纷开发了更加适合无铅焊接的焊接辅助材料，其中新型无铅助焊剂在提高无铅焊接能力上起到了很大的作用。但是，助焊剂要起到助焊作用，必然要添加很多化学材料以除去焊料和焊接材料的氧化物，同时降低焊料的表面张力。在利用无铅助焊剂的强去除氧化物，提高焊接质量的同时，必须注意其带来的副作用，如对铜的腐蚀、焊接残留物的腐蚀迁移等。本文以案例的形式，介绍了无铅助焊剂使用不但导致PCB腐蚀的案例，给广大的读者以参考。 2 案例背景某电视整机制造单位反映其PCBA过完一次回流后，人工在PCB焊接面刷了一层助焊剂，而且这批板子中有些板子还放置了2-3天的时间，然后进行波峰焊接的，焊接后发现大量的铜出现腐蚀现象，严重腐蚀处焊盘铜全部腐蚀，腐蚀比例搞到80%以上。 3 分析过程显然，从失效样品描述的信息看，样品失效比例很高，且失效位置均位于PCB刷助焊剂一面，由此导致PCB腐蚀的原因可能与预涂助焊剂有关，为了进一步确认失效的原因，必须对失效样品的失效位置，失效特征等进行详细分析。 3.1 外观检查对失效品进行外观检查，仅发现在裸露的孔环、表贴焊盘及板面上的导线均有缺失现象，铜层缺失位置还残留有锡珠，基板未见明显变色，无爆板分层，代表照详见图1。裸铜缺失裸铜缺失图1 PCB焊盘腐蚀外观形貌 3.2 金相切片分析对出现裸铜脱落的表贴和插装元器件焊点作金相切片分析，发现裸铜脱落位置的基材上零星还残留一些铜在基材中，在铜层尚还有保留的位置也可明显观察到铜层明显逐渐变薄的痕迹，详见图2；对外观

材料失效分析课程思考题

材料失效分析课程思考题第一章材料失效分析概论 1. 概述失效分析学科有哪些特点。 2. 失效是什么？它与事故、事件、故障有什么区别？ 3. 失效分析的作用和意义是什么？ 4. 简述失效模式、失效机理、失效缺陷和失效起因的的物理含义；举例说明它们之间的相互关系。 5. 简要说明材料失效分析涉及的“六品”、“五件”和“四化”的物理含义。 6. 一个结构件的失效分析，一般需考虑哪几个主要因素？ 7. 简述失效分析过程中的主要步骤及其任务。 8. 一辆自行车是由许多零部件组装而成，你认为哪些最容易发生失效，它们的失效模式是什么？ 9. 设想一下有没有永远不会失效的材料。如有，请举例并从失效模式和失效机理出发叙述其理由。第二章材料的断裂失效形式与机理 1. 工程结构件的强度设计，一般选取σs或σb二者中的最小值，许用应力的安全系数是如何选取的？ 2. 材料的强度设计准则、刚度设计准则和变形设计准则有什么区别？试用生活' 中的实例来说明它们各自的重要意义。 3. 韧性断裂和脆性断裂有什么区别？它们的断口形貌有什么不同？ 4. 概述强度设计和断裂设计的区别，并谈谈如何防止脆性断裂。 5. 什么叫断裂力学？ KI和KIC两者有什么关系？ 6. 疲劳断口有什么特征？如何确定疲劳裂纹的起裂点？ 7. 材料的抗断裂设计，有哪几个断裂参量可以选用？ 8. 哪些参数可以用来表征材料的韧性？ 9. 硬度测定有哪些方法？金属、陶瓷和聚合物的硬度测定方法为什么大多数不能互用？ 10.简述金属材料在不同失效模式下有哪些不同的失效机理。第三章材料的腐蚀失效形式与机理 1. 什么叫腐蚀？化学腐蚀和电化学腐蚀有什么不同？请各举一例说明。 2. 在电化学腐蚀中，金属的损失伴随的是还原反应还是氧化反应？腐蚀发生在

试用一个典型案例说明材料失效分析与基础学科及应用学科之间的关系

中原油田全油田有100多口井套管腐蚀穿孔，30多口井报废，200多口井套管待修。油井套管的最大穿孔速度为0.48mm/年。对现场取出损坏的套管进行解剖分析。 1.套管腐蚀形貌：套管内壁分布腐蚀坑，腐蚀沿管轴纵向延伸呈马蹄形，其横断面为上宽下窄的梯形深谷状，管壁穿孔处周边锐利，界面清晰。从总体上看，套管内壁都附着黑色粘性油污，无明显腐蚀产物堆积，主要表现为坑蚀穿孔，并有一定的流体冲刷作用。 2.腐蚀产物XRD分析取套管内壁物质，洗去油污，再用丙酮清洗吹干，进行X射线衍射分析。套管内壁腐蚀产物中主要有FeCO3和CaCO3，夹杂有NaCl和硫酸亚铁。腐蚀产物的主要成分为碳酸物，显示出套管、油管腐蚀与CO2腐蚀有关。 3.油套管材质的金相和非金属夹杂分析采用电子探针分析仪进行钢基、夹杂物定性、定量和元素面分析。分析发现，大量细小球形暗灰色颗粒为Al2O3,短条状为ZnS，材质中夹杂物以二者为主。同时经电子探针元素定量分析表明，随着向腐蚀坑底的深入，表层元素中氧、硫、氯、钙、镁含量在增大。说明生成的腐蚀产物有氧化物、硫化铁、碳酸钙、碳酸镁等，并随腐蚀深入呈增加趋势。 4.腐蚀试验（一）用油田水样对套管钢和油管钢进行了动态和静态腐蚀试验，温度50o C密闭除氧试验时间7天。结果表明：动态腐蚀速度远远大于静态腐蚀速度。（二）在此基础上又进行了不同流速对腐蚀影响的试验，说明介质流动能较大的

增加体系的腐蚀。（三）不同CO2分压下，Q235钢在3℅NaCl熔液中的腐蚀速度。表明CO2压力越大，腐蚀越严重。结论：（1）．复杂断块油田套管腐蚀失效主要是油井高矿化度产出水中CO2腐蚀作用的结果。（2）．套管的局部腐蚀破裂形态与钢材中夹杂物的局部分布、流体冲刷有密切关系。（3）．综合对腐蚀形态特征的观察判断，腐蚀产物的分析，材质金相非金属夹杂分析，可以找到套管腐蚀失效的主要原因。由上面该案例的分析可以看出，材料失效分析与基础学科及应用学科之间有密不可分的关系。在进行分析的过程中会用到物理、化学、数学等基础学科。用到化学中的电镜对腐蚀形貌进行分析；会用到数学中的数学分析，对腐蚀速度等进行分析；会涉及到物理学中的结构方面的知识；还会用到地理学进行环境分析等等。在进行失效分析过程中还会用到应用学科，如计算机类，会用到计算机进行一系列的数值分析，图像分析；还会用到应用化学中的环境检测，质量检测等技术。总之，在进行腐蚀材料失效分析时，会综合运用到基础学科的知识和应用学科的技术。 2、试用两个实际的失案例说明材料实效分析的重要性。（既有文字说明，又有图片说明，不少于800字）案例一：一起来自水管腐蚀失效的案例：广东某钢管公司铺设的自来水管使用六年后发生穿孔泄露。 1.本起穿孔失效发生的地点和环境无规律性，对穿孔管道进行仔细观察，典型的宏观外貌是穿孔部位有一直径为10mm的锈瘤，呈黄褐色，用硬器易刮除，刮除后露出的水管外壁基本平整，可见水从管内渗出。在锈瘤的外围是一圈黄色锈迹，锈迹外是镀锌层，其上可见分散的白色粉末。现场观察到的形貌还有一个特点，就是同一根管若出现几处结瘤，这些结瘤点的连线与水管轴向平行。 2.水样检测及钢管材质检测取该镇两个不同地点的水样，进行PH检测以及腐蚀性检测，并与实验室水进行比较。项目取水点1 取水点2 实验室用水 PH 6.15 6.23 6.41

课件腐蚀案例个人整理版(仅供参考)

应力腐蚀实例: 实例1：北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（0Cr18Ni9）管更换。使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。答：在北方冬季公路上撒盐作防冻剂，盐渗入土壤使公路两侧的土壤中氯化钠的含量大大提高，而选材者却不了解没有对土壤腐蚀做过分析。就决定更换不锈钢管。将奥氏体不锈钢用在这种含有很多氯化钠的潮湿土壤中，不锈钢肯定表现不佳，也需还不如碳钢呢。防护措施：实例2：某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。经鉴定为应力腐蚀破裂。（P224）答：在氯化钾生产中选用1cr18Ni9Ti 这种奥氏体不锈钢转鼓是不当的。氯化钾溶液是通过离心机转鼓过滤的。氯化钾浓度为28°Bé，氯离子含量远远超过了发生应力腐蚀破裂所需的临界氯离子的浓度，溶液pH 值在中性范围内。加之设备间断运行，溶液与空气的氧气能充分接触，这就是奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。保护措施：停用期间使之完全浸与水中，与空气隔离；定期冲洗去掉表面氯化物等，尽量减轻发生应力破裂的环境条件，以延长使用寿命，不过，发生这种转鼓断裂飞出的恶性事故可能有一定的偶然性，但这种普通的奥氏体不锈钢用于这种高浓度氯化物环境，即使不发生这种恶性事故，其寿命也不长，因为除应力腐蚀还有，孔蚀，缝隙腐蚀等。实例3：CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L（00Cr19Ni10）型不锈钢制造。投产一年多相继发生泄漏。经检查，裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。（P225）答：这里考虑奥氏体不锈钢的氯化物溶液中的scc，冷却水中氯化物含量控制很低，但仍然发生了scc 破坏。设备为热交换器，结构为管壳式。工艺介质走管程，水走壳程，进行热交换。因此，不锈钢管子外面接触的的介质都是水而不是氯化物溶液。水中所含氯化物只是一种杂质，其含量是很低的。应该不会发生scc 的。问题主要发生在氯化

失效分析案例举例

案例1 油井套管腐蚀 0、背景介绍： 1、套管腐蚀形貌 2、腐蚀产物ＸＲＤ分析 3、油套管材质的金相和非金属夹杂分析 4、管壁ＳＲＢ分析检测 5、腐蚀试验 6、结论

背景介绍：中原油田全油田有100多口井套管腐蚀穿孔，30多口井报废，200多口井套管待修。油井套管的最大穿孔速度为0.48ｍｍ年。 1套管腐蚀形貌对现场取出损坏的套管进行解剖分析。套管内壁分布腐蚀坑,管内壁腐蚀面平稳,腐蚀沿管轴纵向延伸呈马蹄形,其横断面为上宽下窄的梯形深谷状,管壁穿孔处周边锐利,界面清晰。从总体上看,套管内壁都附着黑色粘性油污,无明显腐蚀产物堆积，主要表现为坑蚀穿孔,并有一定的流体冲刷作用。

2腐蚀产物ＸＲＤ分析取套管内壁物质,洗去油污,再用丙酮清洗吹干,进行Ｘ—射线衍射分析。套管内壁腐蚀产物中主要有ＦｅＣＯ 3和ＣａＣＯ夹杂有ＮａＣｌ和硫酸亚铁等。腐蚀产物的主要成份为碳酸盐,显示出套管、油管腐蚀与ＣＯ 2 腐蚀有关。 3油套管材质的金相和非金属夹杂分析采用电子探针分析仪进行钢基、夹杂物定性、定量和元素面分析。套管钢的纵截面夹杂物形貌及面分析发现, 大量细小球形暗灰色颗粒为Ａｌ 2Ｏ 3 , 短条状为ＭｎＳ。材质中夹杂物以Ａｌ 2Ｏ 3 和ＭｎＳ为主, 少量Ａｌ 2 Ｏ 3 、ＴｉＯ2存在。整个材料裂口面上夹杂物多且分散较均匀,夹杂物以Ａｌ 2Ｏ 3 、ＭｎＳ为主散均匀,加速了钢材的腐蚀。同时经电子探针元素定量分析表明随着向腐蚀坑底的深入,表层元素中氧、硫、氯、钙、镁含量在逐步增大。说明生成的腐蚀产物有铁氧化物、硫化铁、碳酸钙、碳酸镁等,并随腐蚀深入呈增加趋势。

腐蚀失效分析作业

输变电铁塔 ◆材料类型是什么？钢结构用于其自重轻、强度高、韧性好、抗震与抗风性能优越、工业装配化程度高；综合经济效益显著、造型美观等优点，在输电线路中得到广泛应用。，铁塔制造业使用的主要原材料是钢铁型钢，有角钢、钢板、扁钢、圆钢、钢管、槽钢等。型钢的材质一般为Q235（普通碳素结构钢）、Q345（低合金高强度钢）、35、45号钢等，但随着特高压输电线路项目的实施，Q390、Q420、Q460等高强度钢材将逐渐被普遍采用。材料一般使用Q235（A3F）和Q345（16Mn）两种，低碳钢的C%小于0.25%，Q235的在0.12%至0.22%之间，属于低碳钢。Q345是低合金钢（C<0.2%)。 ◆表面防腐措施建设电力铁塔基本都是在野外，因为会受到长期的暴露，并且长时间的经受各种恶劣天气的影响，就会受到长时间的腐蚀，而在受到大气腐蚀以后，其损失程度则会相当的严重，甚至达到一半以上。但是，在钢结构当中，对于防腐的方法也有几种：热喷涂锌、阴极保护法、涂层法以及热浸镀锌法等。 ◆服役环境的要素有哪些？由于输电线路多是跨区域、长距离建设，运行环境恶劣，长期露天运行，面临各类气象条件、大气腐蚀。使用条件变化多样，线路转角变化，气象条件差异，铁塔间距和高度的变化。铁塔主架受重力自重、荷重、冰载、风力、拉线张力、弯力及扭力。影响钢铁锈蚀的因

素很多，主要包括钢铁自身的化学成分、金相组织以及大气环境的相对湿度、温度、风向、风速、腐蚀介质、结露、粉尘等。空气中SO2的对腐蚀过程具有催化作用。 ◆有可能发生的失效类型是什么？输变电铁塔失效方式很多，主要有以下几个方面：腐蚀大气腐蚀、海水腐蚀或二者共同造成的腐蚀破坏，铁塔腿端裂纹破坏，铁塔基体金属材料的表面缺陷（重皮、折叠或隐性折叠）破坏，锌镀层表面缺陷破坏，塔材断裂破坏，铁塔倒塌破坏等等。 ◆如何设计实验确定失效的类型？ 1、现场调查保护腐蚀失效现场的一切证据，是保证腐蚀失效分析得以顺利有效地进行的先决条件。要对腐蚀失效现场进行取证，并听取相关设备负责人、操作者等介绍情况，了解服役条件，收集相关的背景信息(如介质种类，温度，压力以及设备或管线的材质等，并且收取适量的腐蚀产物)。在观察和记录时可用摄影、录像、录音和绘图及文字描述等方式进行，应注意观察和记录的项目主要有: (1)失效设备的名称、尺寸、形状、材料牌号、制造厂家及全部的制造工艺历史(了解冶炼、铸造、加工、热处理及装配等情况)、投入运行日期、运行记录、维修记录、工艺流程及操作规程等。(2)失效设备或部件的结构和制造特征以及失效部件和碎片的腐蚀外观，如附着物和腐蚀生成物的收集以及一切可疑的杂物和痕迹的观察等。另外，当肉眼无法直接观察到腐蚀特征时，还可以采用

换热器管束腐蚀案例分析及预防

换热器管束腐蚀案例分析及预防发表时间：2020-01-18T09:19:09.970Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：盛洁 [导读] 摘要：管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。国核电力规划设计研究院有限公司北京市 1000095 摘要：管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。换热器是化工装置中重要的设备之一。换热器工作原理是由管壳程中两种不同介质再在换热管壁两侧进行流动，达到动态平衡来起到冷热介质热量交换的作用。常用的换热管尺寸为Φ19x2和Φ25x2．5。常规化工设备，碳钢设备腐蚀量取2mm到2．5mm，设备壁厚最薄取8mm，所以与其他化工设备相比较换热管的壁厚特别薄，容易进行产生腐蚀穿透的现象。一旦换热管发生腐蚀穿透现象，换热器中压力高侧介质会流入压力低侧介质，破坏压力平衡，物料平衡和温度平衡状态。介质泄露会引发下游物料被掺混、催化剂中毒、计划外停产检修的事故。对于泄露的管束，一般无法进行更换，通常采用的维修方法为通过对壳程打压的方式找出泄露的换热管，将泄露的换热管两端用管堵堵住。堵住以后此换热管封闭，换热器面积会减小。当换热器管热面积小到无法满足换热性能要求，则需要更换换热器。文章以某工厂为例，对其换热器管束腐蚀情况进行了详细的分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。关键词：换热器；管束；防腐蚀引言：合理设置换热器结构，规避不必要的腐蚀，决定着化工生产装置长期稳定的运行及安全的生产。换热器作为化工生产装置中重要部分，对换热器结构设计提出了特殊的要求。设计人员需要储备扎实的基础知识和丰富的工程经验，设计前充分考虑各种影响因素，设计出满足长期运行的换热器设备。 1.换热器目前的运行工况某工厂甲醇-凝结水换热器1190-E1102A/B管束与管板自2017年4月份以来连续泄漏5次，泄漏频率明显提高，严重制约生产，烯烃中心申请质量技术部委托设计院，对此换热器的材质和工况进行重新核准，核准此管板和管束材质能否长期满足此工况运行，如果材质比较低，请给出升级后的材质建议，便于中心立刻上报采购计划，解决换热器泄漏的难题。管程：介质凝结水，出入口工作温度120/162℃，工作压力0．3MPa。壳程：介质甲醇，出入口工作温度76/100℃，工作压力0．8MPa。 2.换热器目前材质规格型号BJS1300-2．5-465-6/25-41，管板材质16MnIII，换热管材质10#钢，每台管束共有1024根换热管，4管程，单台换热面积为467．1平方，上下重叠式安装。管程介质凝结水，壳程介质甲醇。 3.腐蚀介质的影响换热器管程介质为加氢反应流出物，管程操作温度为240～260℃，操作压力为3.5ＭＰａ，该环境下加氢反应流出物中的腐蚀介质硫化氢、氨、水、氯化氢、氢均呈气相存在，可能对管束造成硫化氢＋氢气腐蚀和氢损伤，而管束材质选用了耐硫化氢＋氢气腐蚀和氢损伤的0Crｒ18ni10Ti奥氏体不锈钢，因此，其腐蚀轻微。腐蚀介质中虽含有氯元素，但其以气相化合物的形式存在，不可能导致管束性氯化物应力腐蚀开裂。因此，管程腐蚀介质不是导致管束开裂的主要影响因素。换热器壳程介质为冷低分油，操作温度为144～219℃，操作压力为0.6ＭＰａ，该环境下冷低分油中存在液相水，部分腐蚀介质溶于水中形成电化学腐蚀溶液，对换热管造成腐蚀。该冷凝水ph值为9.12，呈碱性，硫化氢含量较高，氯离子及铁离子含量较低。碳钢和低合金钢对硫化物应力腐蚀开裂比较敏感，而0Crｒ18ni10Ti奥氏体不锈钢对氯化物应力腐蚀开裂比较敏感，因此，冷低分油中的腐蚀介质氯化物给换热管的应力腐蚀开裂提供了腐蚀环境。 4.换热器目前泄漏维修状况自2017年4月至今，共计检修5次。累计A台堵管70根，B台堵管120根。其中B台凝结水出口管程已经堵漏1/3，对工艺生产造成重大影响，能耗增加。案例分析：（1）从腐蚀方面考量：本换热器管壳程介质为凝结水和甲醇，碳钢材质对此介质均有良好内腐蚀性，且从业主拍的换热器截面图片看，管束一侧有较多的管子腐蚀，说明不属于腐蚀导致管子泄露。如果是因为介质腐蚀导致管子泄露，则会均匀的有泄露换热管存在，不会集中在换热器某一区域。（2）从冲刷方面考量：本换热器壳程流量为236842kg/h密度741．06～711．25kg/m3入口管为DN300，出口管线为两个DN250。入口流量ρv2为1193．67kg（m．s2）因为壳程含有0．0015%酸值壳程介质为有腐蚀液体，在流速ρv2＞740kg/（m．s2）会产生冲刷腐蚀情况。本设备壳程一个入口两个出口，入口DN300，出口DN250。DN300管口流通截面积为0．07065m2，一个出口流通截面积为0．049m2，两个出口流通截面积合计为0．098m2。在不介质密度影响不大的状态下壳程介质由壳程入口进入换热器，自设备出口流出时，换热器出口截面积大于入口截面积，壳程介质流体流速会更低一些[1]。如果由于两个出口由于配管等因素，压力降不同会导致在此换热器中壳程介质会发生壳程流体流向压力低侧，即绝大部分壳程流体流向一端出口。则可能会在壳程出口处出现流速激增，加重冲刷腐蚀现象。（3）从折流板方面考量：换热器壳体内有折流板以引导壳程流体在壳程中穿行。因为折流板与壳程流体垂直，且同一块折流板有死区，有缺口，所以在壳程流体冲击情况下会产生振动。换热管穿过折流板但并没有焊接，所以折流板如果发生振动，会对换热管产生割锯作用。如果折流板一端振动，振动区域附近换热管均会受此影响。换热器管束腐蚀预防：在重新设计换热器时，要采取相应

腐蚀事例分析及防护方法

腐蚀实例分析及防护方法（应力腐蚀实例）【1】北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（0Cr18Ni9）管更换。使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。分析：北方冬季在公路上撒盐作为防冻剂，盐渗入土壤使公路两侧的土壤中的氯化钠的含量大大增加，奥氏体不锈钢在这种含有很多氯化物的潮湿土壤中，为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境，从而发生应力腐蚀。防护措施：1、把奥氏体不锈钢管换成碳钢管【2】某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。经鉴定为应力腐蚀破裂。分析：氯化钾溶液经过离心转鼓过滤后，氯化钾浓度升高。然而离心转鼓的材质为（1Cr18Ni9Ti）奥氏体不锈钢。而氯离子的含量远远超过发生应力腐蚀的临界氯离子浓度，为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。所以转鼓会发生应力腐蚀从而发生断裂。防护措施：1、更换转鼓的材质定期清洗表面的氯化物【3】 CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L（00Cr19Ni10）型不锈钢制造。投产一年多相继发生泄漏。经检查，裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。分析：管与管板连接形成的缝隙区。由于闭塞条件使物质迁移困难，容易形成盐垢，造成氯离子浓度增高。高温端冷却水强烈汽化，在缝隙区形成水垢使氯化物浓缩。防护措施：1、改进管与管板的联接结构，消除缝隙。 2、立式换热器的结构改进，提高壳程水位，使管束完全被水浸没。 3、管板采用不锈钢—碳钢复合板，以碳钢为牺牲阳极【4】一高压釜用18-8不锈钢制造，釜外用碳钢夹套通水冷却。冷却水为优质自来水，含氯化物量很低。高压釜进行间歇操作，每次使用后，将夹套中的水排放掉。仅操作了几次，高压釜体外表面上形成大量裂纹。分析：操作时高压釜外表面被冷却水浸没，停运时夹套中的水被放掉。反应釜表面还是会留下小液滴，小液滴变干，氯化物就会浓缩。从而造成反应釜表面发生腐蚀。

管道类失效分析实例

管道类失效分析实例管道是由无缝钢管或焊接钢管用接头或阀门联接的气体或液体的通道。它主要起预热、冷却及输送气体或液体的作用。管道的破裂，尤其是压力管道的突然破裂或炸裂是非常严重的事故，必须立即停止工作，以最大限度地减轻或避免其它容器及管道的损坏。管道破裂常常造成泄漏。管道的破裂失效可以划分为过热引起的破裂和脆化引起的破裂两种类型。过热引起的破裂失效，通常主断口具有鱼嘴形貌，其中又分为“厚唇’式或“薄唇’式两类破裂失效。脆化引起的破裂失效包括：腐蚀或积垢引起的破裂；疲劳失效、冲击引起的破裂；应力腐蚀开裂失效及其它形式失效等。本章主要介绍锅炉预热管、化工设备中的冷却管及其它用途的管道失效的分析实例。冷却管失效分析 1．化肥设备中的外冷管失效由上海某锅炉厂生产的化肥设备，用汽车运往安徽某化肥厂，到厂后发现设备中的外冷管已发生开裂。其材质为18-8奥氏体不锈钢，外冷管断裂在螺纹部位，图1显示外冷管断口的宏观形貌。图2显示外冷管断口的微观电子图象。化肥设备由于用汽车长途运输，没有采用防振措施，一路颠簸振动，使化肥设备中各类管道、花卷板等在试车时均开裂，并且是疲劳断裂。因此可认为这是由于运输振动引起的疲劳断裂。图1 OPI 图象说明：断口较平滑，断口受到机械摩擦或机械擦伤情况较严重。宏观形貌特征具有许多台阶，其裂纹在外冷管表面萌生，向内表面扩展。

图象说明：具有明显的疲劳断裂的微观特征——疲劳辉纹，箭头指示的方向为疲劳裂纹的扩展方向。图2 TEM 10000× 2．氨冷凝器冷却管失效某化肥厂用于90m3氨冷凝器中的冷凝管管材为1Cr18Ni9Ti，管外径为φ14mm，内径为φ6mm，工作时管内通氨，管外壁用黄浦江水冷却，工作温度约200℃左右，使用约一年发现多根冷凝管有泄漏现象。拆下检查时在泄漏处发现有多条裂纹如图3所示。把裂纹打开，它的断口宏观形貌如图4所示。图3 OPI 图象说明：失效冷却管外观形貌。在管外壁可观察到多条裂纹。