不銹鋼換熱器管在含氫環境中使用可能面臨氫脆、應力腐蝕開裂等風險。
具體風險表現為氫滲透損傷和應力腐蝕開裂誘發:
氫滲透損傷:
氫氣分子滲透至不銹鋼晶界,導致金屬韌性下降,引發脆性斷裂,尤其在高壓(>20MPa)、高溫(>200℃)環境下風險顯著增加。
奧氏體不銹鋼(如S30403)晶格間隙較大,抗氫脆性弱于雙相不銹鋼和鈦合金。
應力腐蝕開裂(SCC)誘發:
殘余應力(焊接或冷加工遺留)與氫氣協同作用,加速裂紋擴展。
防護措施分享如下:
1.材料優選與升級
?雙相不銹鋼(如S32304):高屈服強度(奧氏體不銹鋼2倍),降低壁厚需求;氮強化晶界,顯著抑制氫擴散和氯離子應力腐蝕。
2.?制造工藝優化
焊接時采用氮氣保護氣體,防止氮流失影響耐蝕性;避免冷加工殘余應力,U型彎管后無需熱處理;管束近管板處增設“假管板”(加強型防振支撐板),減少振動誘導裂紋。
3.涂層與隔離防護
管壁涂覆聚氨酯或環氧樹脂涂層,阻隔氫接觸基材;法蘭密封面使用氟橡膠墊片,防止縫隙處氫積聚。
運行期間應嚴格監控介質溫度/壓力波動,避免超溫引發氫活性驟增;控制殼程除鹽水pH值穩定(中性),減少電化學腐蝕疊加風險。
定期進行氫滲透檢測(如電化學氫傳感器);停機時采用內窺鏡排查管壁微裂紋,重點檢查焊縫區域!