海南波纹管开裂或断裂的原因分析

波纹管开裂或断裂首先要从裂纹和断口形貌分析，波纹管裂纹是晶间腐蚀和应力腐蚀共同作用的结果，优先发生晶间腐蚀；波纹管断口主要为沿晶断口，断口腐蚀产物中硫含量较高。在石油化工行业，连续的多硫酸环境容易导致设备出现应力腐蚀裂纹。连续多硫酸一般是在处理含硫原油的装置停机时，设备中残留的含硫腐蚀产物与水和氧气反应生成的。多元硫酸引起的应力腐蚀裂纹呈现晶间特性，波纹管的工作介质中含有烃类、蒸汽和一定量的含硫物质，为多元硫酸的形成提供了条件。因此，波纹管的失效是多元硫酸引起的应力腐蚀裂纹。在连续多硫酸介质中，铬在晶界富集形成贫铬区后，基体与晶界碳化铬之间形成的微孔使贫铬区优先溶解，造成晶间腐蚀。

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与普通压力容器相比，波纹管的工作条件更差。除了承受工作温度、压力和介质的影响外，还会产生较大的变形。波纹管通过变形提供管道补偿所需的位移。位移使波纹管产生较高的轴向应力和弯曲应力，使裂纹以横向裂纹为主，并与横向裂纹形成一定角度的倾斜裂纹。在很多情况下，波纹管还会受到管道中介质流动引起的机械振动和振动。同时，管道、介质和保温材料的自重会导致波纹管产生一定的弯矩。因此，波纹管在运行过程中的受力状态非常复杂。可见，晶间腐蚀产生的微裂纹是裂纹源。在应力作用下，微裂纹扩展并导致应力腐蚀裂纹的形成。


此外，波纹管的晶粒尺寸比较粗，会对材料的性能产生不利影响，晶界强度也急剧下降。因此，在应力和腐蚀介质的共同作用下，晶粒粗化会增加晶间腐蚀的倾向，加速裂纹的扩展。


结论：


波纹管开裂或断裂的主要原因是波纹管在使用过程中出现敏化现象，停机时产生的连续多硫酸介质中沿晶界析出M23C6碳化物。铬在晶界富集，形成贫铬区，造成晶间腐蚀。晶间微裂纹是裂纹源；在应力作用下，微裂纹扩展并导致应力腐蚀裂纹的形成。


措施：


建议提高波纹管的工作温度，避开敏化温度范围，减少铬在晶界的聚集；停机时保持设备干燥，控制氧含量，避免连多硫酸腐蚀环境。