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0Cr25Ni20熱穩(wěn)定鋼過熱蒸汽盤管裂紋成因分析

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      1 裂紋成因分析

      0Cr25Ni20鋼焊接時容易產生凝因裂紋。主要原因是：①該鋼導熱系數(shù)小，線膨脹數(shù)大，在焊接條件下，接頭中產生較大的拉應力；②焊縫組織易形成方向性較強的柱狀晶組織；③焊縫金屬的合金成分較復雜，其雜質在凝固過程中易偏析且形成低熔共晶化合物而于晶界處，為凝固裂紋的產生提供了冶金條件。

      0Cr25Ni20鋼易于產生高溫脆化。盤和內蒸汽的溫度為100～200℃，壓力為.3MPa，管外溫度為500~700℃，而該鋼在500～900℃長時間加熱有利于了發(fā)生δ相到σ相的轉變，產生σ相脆化。

      因此，從理論上分析和裂紋外觀具有很好的方向性，可以判斷該裂紋屬熱裂紋中的凝固裂紋。

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五洲選擇蒸汽加熱盤管的技巧

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      蒸汽加熱盤管又稱蒸汽加熱器，蒸汽盤管定制，是利用蒸汽加熱空氣的一種新型熱交換設備。該設備采用螺旋翅片管作為傳熱元件，重量輕，體積小，結構緊湊，傳熱面積大，使用壽命長。主要應用于空調新風空調系統(tǒng)，采暖系統(tǒng)，提高了機組熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率。

      散熱器材質的選擇——鋼制散熱器特點：外形美觀，藝術造型夸張，但怕氧化，要采取內防腐處理，應滿水保養(yǎng)；鋁制散熱器的特點：體輕、價廉，造型多變，怕堿性腐蝕，要采取內防腐處理。銅鋁復合散熱器的特點：銅制水道防腐，鋁翼片散熱佳，強強聯(lián)合，防腐效果佳，造型較單一。純銅、不銹鋼散熱器的特點：防腐效果好，價格稍高。

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過熱蒸汽盤管的失效分析和多物理場模擬

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      化工蒸汽管道的失效其中80%的失效原因是疲勞破壞，為工廠和企業(yè)的經濟效益和社會效益帶來重大損失。本文課題來源于中石化高橋分公司3#催化裂化裝置再生器內取熱蒸汽盤管失效治理，鑒于失效位置和失效形式的普遍性，本文的研究能夠用于對這一類盤管的失效機理進行解釋，從而為該類盤管的設計優(yōu)化提供理論基礎。 本文通過對盤管進行宏觀裂紋檢查，斷口SEM分析，蒸汽盤管出售，元素成分分析和金相分析，結合盤管運行的監(jiān)視數(shù)據(jù)和實際操作工況，推斷出盤管發(fā)生穿孔的主要原因是熱疲勞破壞。在Fluent軟件中建立起考慮流場和氧化膜對溫度場影響的流-固-熱耦合三維場模型，計算模擬了盤管在7個不同工況下管壁的溫度場和蒸汽流場，得到管壁溫度隨蒸汽流量和壓強改變的變化規(guī)律，并且綜合分析了二次渦對蒸汽流場和管壁溫度場的影響。最后在ANSYS中，蒸汽盤管，基于線彈性理論對在6個不同流量條件下的管壁應力進行穩(wěn)態(tài)分析，分析當蒸汽流量增大后盤管的使用壽命急劇下降的主要原因。 本文利用實驗方法和計算機模擬方法綜合分析了蒸汽盤管的失效原因，較科學地得到了這一類盤管失效的機理，對于以后蒸汽盤管的設計和優(yōu)化有著非凡的意義。

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