高温高压染色机裂纹分析(2)

　　裂纹类缺陷所占比例最大，对其进行重点分析。
　　3.3.1 裂纹类缺陷的分布及失效机理
　　表1列出了50台高温高压染色机中裂纹类缺陷的分布位置及主要失效机理。这50台高温高压染色机。目前染行业中很少用到含氯离子的盐，因此应力腐蚀损伤可能性较低。
　　表1 20台裂纹类缺陷分布位置
　　（1）下法兰与简体连接处开裂占 50%，该部位属结构不连续区，应力大，由于高温高压染色机的工作特性易产生疲劳裂纹。检验中该部位内外壁均发现过裂纹，该部位外壁产生裂纹的主要原因为疲劳，多见于使用8～10年的设备；而有些使用3～4年的高温高压染色机内壁该部位也发现裂纹，裂纹分布在热影响区，则此内部裂纹属于疲劳+晶间腐蚀共同作用引起。（2）上法兰与封头连接处发现的均为内壁裂纹，分布在焊缝及热影响区上，该部位与染液接触、局部应力较高，失效机理应为疲劳+晶间腐蚀。（3）安全阀接管开裂发生在同一厂家生产的设备上，且仅使用了3年，裂纹出现在焊缝熔合线上，沿着整个接管均有分布，因此认为主要失效机理为晶间腐蚀。如果是疲劳裂纹不可能沿着接管整圈分布，可能与焊接时焊接工艺选择不当有关。（4）支脚垫板连接处发现的裂纹，有些裂纹穿透筒体，分布在焊缝及热影响区上，该部位与溢流出来的染液接触、局部应力较高；而且有一大部分没有透气孔，因热胀冷缩造成应力集聚和疲劳，失效机理应为疲劳+晶间腐蚀。
　　由于受力较大且经常启闭，在高温高压染色机封头两端盖板连接处、摇摆杆连接处也易发生开裂，这与开关盖时用力大、重提重摔等有关，长期作用下产生疲劳裂纹。
　　3.3.2 材料对裂纹类缺陷的影响
　　常温下奥氏体不锈钢中碳的溶解度仅有0.02%～0.03%，固溶处理后奥氏体必为碳饱和而呈不稳定状态，若经再次中温加热（450℃～850℃之间），过饱和的碳将向晶界扩散，与铬结合而形成Cr23C6沉淀于晶界。由于铬原子半径较大，在晶粒内扩散速度较慢，来不及向晶界扩散，故在形成铬的碳化物时，晶界处铬含量急剧下降，一般当铬含量低于12%时不锈钢将不耐腐蚀。当有腐蚀介质作用时，晶间贫铬区将产生明显腐蚀，即晶间腐蚀。加热温度低（<450℃）或加热时间短，不利扩散而难以形成铬的碳化物，不致产生缺铬现象；加热温度较高（>850℃），铬的扩散速度加快，晶界不会形成贫铬区，因此450℃～850℃为奥氏体不锈钢易产生晶间腐蚀的敏化温度。18型奥氏体不锈钢在焊接时焊缝或热影响区必然要经过这一温度，如果焊接工艺不当，极易形成晶间贫铬区，在使用中产生晶间腐蚀。
　　因此高温高压染色机的主要失效机理为：疲劳失效、应力腐蚀开裂、晶间腐蚀开裂。同时，由于长期使用可能导致安全联锁装置损坏或功能不全，对高温高压染色机的安全性能产生影响。
　　3.4 安全联锁装置缺陷
　　现场检验中发现高温高压染色机安全联锁装 置主要存在以下缺陷：（1）在长期使用过程中，因为撞击等原因，安全联锁装置缺失；（2）联锁保护装置中定位销脱落或者弯曲损坏；（3）联锁保护装置中报警装置损坏。
      其中报警装置主要起到显示、警示作用，对高温高压染色机的本体安全影响不是太大；而安全联锁装置缺失、定位销脱落，极易造成快开门盖弹飞，造成人员伤亡。
　　3.5 其他缺陷
　　在检验中还发现一些其他缺陷：如筒节磨穿、压力表损坏、私自开孔、私自修理改造、无出厂资料、射线检测发现超标缺陷等。缺陷种类多种多样，没有一定的规律，分散性较大。
　　在一个开闭过程中，高温高压染色机经历了升压-保压-降压的压力循环，同时高温高压染色机没有保温层覆盖的部位还存在升温、降温引起的温度循环。从载荷角度考虑，高温高压染色机承受循环交变载荷，可能产生疲劳失效。
　　4 建议和预防措施