不銹鋼U型管發(fā)生爆裂主要源于材料缺陷、加工應(yīng)力及環(huán)境腐蝕的共同作用。
其中,材料缺陷包括原材料質(zhì)量缺陷,含雜質(zhì)(如中頻爐料)或成分不均(碳含量過高、鉻鎳不足),導(dǎo)致局部應(yīng)力集中成為裂紋起點?。焊接工藝失控,比如焊縫未焊透、虛焊削弱連接強度;氮氣保護(hù)不足使焊縫氧化脆化;過度打磨導(dǎo)致焊縫過薄(擴口時應(yīng)力集中)?。
還有?冷加工殘余應(yīng)力,彎管處外緣殘留高幅值拉應(yīng)力(尤其變形量>15%時),疊加腐蝕介質(zhì)后誘發(fā)開裂?。
環(huán)境腐蝕主要表現(xiàn)為應(yīng)力腐蝕開裂,如氯離子富集,換熱介質(zhì)中Cl?濃度>2ppm時,彎管段在殘余拉應(yīng)力下發(fā)生晶間腐蝕?;溫度梯度,U型管兩直段膨脹差產(chǎn)生附加熱應(yīng)力(>200℃時風(fēng)險劇增)?。以及疲勞與沖擊載荷,流體脈動引發(fā)高頻震動,彎管外側(cè)承受交變應(yīng)力;水錘效應(yīng)造成瞬時壓力沖擊(超設(shè)計承壓能力)?。
還有就是設(shè)計安裝風(fēng)險,比如結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷,排氣閥缺失導(dǎo)致氣蝕,或壁厚選型不足(高壓工況下環(huán)向應(yīng)力超標(biāo))?。安裝應(yīng)力疊加,回填不實引發(fā)管道位移,彎管處承受橫向彎矩?。
因此預(yù)防爆管就得控制材料、彎管工藝、焊接質(zhì)量和環(huán)境防護(hù)。
核電換熱器等嚴(yán)苛場景需進(jìn)行U型管應(yīng)力腐蝕復(fù)現(xiàn)試驗(按ASME標(biāo)準(zhǔn))?。