不銹鋼換熱器管變形的原因主要和材料缺陷、工藝失控、工作環境超限及制造應力有關。下面盛廣不銹鋼有限公司為您細說原因。
材料缺陷可表現為劣質材料冒充或碳化物分布不均,一部分劣質不銹鋼換熱器管用201/202不銹鋼冒充304/316L,鎳含量不足(如304需Ni≥8%),高溫下強度驟降導致變形;材料內部碳化物聚集區域膨脹系數差異大,受熱時阻礙均勻膨脹,引發橢圓化變形。
工藝失控包括熱處理不當、焊接工藝缺陷和組裝應力集中,熱處理不當可能是淬火介質選擇錯誤或攪拌不均導致冷卻速度差異,產生熱應力變形,或管束整體爐內熱處理(非局部加熱)易因溫度梯度引發扭曲;焊接工藝缺陷包括了焊接方向錯誤、參數不合理(如局部過熱)或焊后未消應力,造成焊縫區收縮變形,也有可能是“先脹后焊”,順序有錯,脹接力破壞了焊縫結構;組裝應力集中即管板與換熱管組裝時強制對口,殘留裝配應力在運行中釋放引發變形。
超限工況比如溫度超設計值、壓力超標和介質腐蝕加速失效,304不銹鋼超500℃時抗拉強度、屈服強度顯著下降(316L耐溫性稍優)或者局部過熱導致材料軟化膨脹;壓力超標表現為持續超壓運行(超設計壓力50%)誘發塑性變形,縮短壽命50%以上;高氯離子(>500ppm)環境引發應力腐蝕開裂,降低承壓能力間接導致變形。
還有一個原因是設計制造隱患,如結構設計缺陷(管壁厚薄不均或尖銳過渡區,熱處理時容積脹大失衡引發變形)、尺寸精度不足(換熱管同軸度>0.10mm或壁厚公差超標>±0.05mm,安裝后應力分布不均)。
不銹鋼換熱器管變形是多重因素疊加出現的結果,所以應該從選材合規性、工藝規范性和工況穩定性三方面系統控制。