高炉煤气管道金属波纹管补偿器失效分析及处理

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1、58，j}全2012年5月第二期高炉煤气管道金属波纹管补偿器失效分析及处理薛红兵成书文(杭州钢铁集团公司炼铁厂杭州310022)摘要：通过对杭钢1号高炉净煤气管道系统金属波纹管补偿器失效机理的分析，简要阐述了高炉煤气中cl一富集对波纹管补偿器造成的应力腐蚀，描述了针对金属波纹管补偿器失效而采取的有效的处理措施，保证了高炉系统的稳定运行。关键词：高炉净煤气管道；波纹管补偿器；应力腐蚀致新形成的钝化膜遭到破坏，露出新的活性金属表0前言面，腐蚀进一步深入。钝化一活化一再钝化一再活杭钢1号高炉于2007年10月完

2、成移地大修并化，应力和腐蚀介质交互作用，反复进行。在这一投产，在2010年7月以及2011年7月至10月问相过程中形成裂纹及裂纹扩展，直至产生胞眭断裂破坏。继连续发生干法系统净煤气管道上5只波纹管补2失效波纹管补偿器实验分析偿器(材质为304)出现破损漏煤气的情况。在采取了及时有效的措施后，避免了波纹管补偿器破损对2．1失效波纹管补偿器金相分析高炉生产的影响。通过实验分析确定了波纹管补偿器失效的原因，针对波纹管补偿器腐蚀破损的原因，结合实际情况探讨了波纹管补偿器材质以及结构形式的改进及防止波纹管补偿器腐蚀

3、失效的方法。1波纹管补偿器失效机理分析1．1波纹管补偿器的失效形式波纹管在运行期间的失效主要表现为腐蚀泄漏和失稳变形两种形式，其中以腐蚀失效居多。从腐蚀失效波纹管的解剖分析发现，腐蚀失效通常分点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂，据相关统计在整个波图1腐蚀破损波纹管补偿器外表面纹管补偿器腐蚀失效中应力腐蚀开裂约占80％。1．2波纹管补偿器应力腐蚀机理对于波纹管补偿器来说，应力主要有三个方面：一是工作压力引起的一次应力；二是工作位移引起的二次应力；三是制造过程中带来的残余应力(包括焊接应力)。在这三种应力的共同作用下，

4、波纹管波纹R处处在塑性状态，反复交变的塑性变形导致表面的钝化膜遭到了破坏，露出活性金属表面。若此时金属表面的介质环境中存在S2一、cl一2I潜z椰一攥聍i500x褴饿鹈t虢能辩镟赫嗽承搽溅等腐蚀性离子，就很容易吸附在活性金属表面，对图2裂纹剖面形态活性金属进行腐蚀。同时此处应力集中产生，又导2012年5月第二期高炉煤气管道金属波纹管补偿器失效分析及处理59图3裂纹剖面形态此波纹管补偿器材质为304，为单层结构，其1)在发现波纹管补偿器破损漏煤气时，先采用组织形态为奥氏体组织，从图2、图3可以看出波纹高炉降

5、压，然后用堵漏胶棒对泄露点进行封堵。在管补偿器表面存在较多裂纹，裂纹呈树枝状，尾部此处理过程中需对波纹管补偿器泄露处表面进行尖细。由此可以看出波纹管膨胀节波纹管裂纹是清污，并应携带空气呼吸器及在煤气防护人员的监典型的应力腐蚀形态。且裂纹的开口较粗、尖端较督下方可完成作业。从实际情况来看，在高炉在无钝，说明裂纹形成过程介质的腐蚀性作用亦较明休风的情况下，此方法在发现波纹管补偿器泄露初显。期能堵塞泄露处，减少煤气泄露量，为后续处理赢2．2对煤气系统中的水样化验得了时间。对45m大放散脱水器中水的成份进行了分析

6、，2)采用氩弧焊焊补波纹管补偿器破损处。在在测试中发现大量氯离子与铁结合，取样化验结果做好各项准备工作的情况下，高炉休风2—3h，对波见表1。纹管补偿器破损处进行氩弧焊焊补。采用氩弧焊表145m大放散脱水器中水的成份g／L能有效的处理波纹管补偿器的失效破损，大大缩短高炉休风时间，产生了一定的经济效益。此项技术对作业人员的技术水平要求高，焊缝质量直接决定了处理的效果，需要专业技术人员进行操作。3)在条件允许的情况下，高炉有计划的休风，试验表明，目前，我厂在用波纹管使用环境恶对失效波纹管补偿器进行更换处理。劣

7、，高炉煤气冷凝液中氯离子含量较高，并形成了从实际情况看，通过以上处理方法，能有效的严重的腐蚀环境，造成不锈钢表面钝化膜的局部破避免事态的进一步扩大及高炉无计划休风，挽回了坏，形成局部的斑点腐蚀、裂纹，进一步扩展，直至经济损失。穿孔。4避免波纹管补偿器失效的措施3失效波纹管补偿器的处理现如今针对钢铁冶金行业煤气管道波纹管补在发生波纹管补偿器破损失效后，为保证生产偿器腐蚀的防护措施的研究已较为完善，可采取的安全，首先考虑的措施是更换波纹管补偿器。但更措施主要有：换波纹管补偿器通常约需8—10h，这样就会迫使高

8、1)改变高炉用料结构；完善脱s2一、脱cl一工炉长时间休风，由此而产生的间接经济损失或将达艺，从源头上改善波纹管补偿器介质环境。但就现到上百万元。因此在发现波纹管补偿器失效后及阶段而言，此项措施实施起来难度较大。时采取有效的封堵措施，就显得尤为重要。通过成2)改变波纹管补偿器材料。研究表明波纹管功对数只失效波纹管补偿器的采取的处理措施，杭材质选用铬、镍、钼含量高的材料能有效避免波纹钢炼铁厂在这一方面积累了一定的经验及方法。管腐