不銹鋼U型管發(fā)生爆裂主要源于材料缺陷、加工應力及環(huán)境腐蝕的共同作用。
其中,材料缺陷包括原材料質量缺陷,含雜質(如中頻爐料)或成分不均(碳含量過高、鉻鎳不足),導致局部應力集中成為裂紋起點?。焊接工藝失控,比如焊縫未焊透、虛焊削弱連接強度;氮氣保護不足使焊縫氧化脆化;過度打磨導致焊縫過薄(擴口時應力集中)?。
還有?冷加工殘余應力,彎管處外緣殘留高幅值拉應力(尤其變形量>15%時),疊加腐蝕介質后誘發(fā)開裂?。
環(huán)境腐蝕主要表現為應力腐蝕開裂,如氯離子富集,換熱介質中Cl?濃度>2ppm時,彎管段在殘余拉應力下發(fā)生晶間腐蝕?;溫度梯度,U型管兩直段膨脹差產生附加熱應力(>200℃時風險劇增)?。以及疲勞與沖擊載荷,流體脈動引發(fā)高頻震動,彎管外側承受交變應力;水錘效應造成瞬時壓力沖擊(超設計承壓能力)?。
還有就是設計安裝風險,比如結構設計缺陷,排氣閥缺失導致氣蝕,或壁厚選型不足(高壓工況下環(huán)向應力超標)?。安裝應力疊加,回填不實引發(fā)管道位移,彎管處承受橫向彎矩?。
因此預防爆管就得控制材料、彎管工藝、焊接質量和環(huán)境防護。
核電換熱器等嚴苛場景需進行U型管應力腐蝕復現試驗(按ASME標準)?。