承壓設(shè)備材料延壽的失效分析技術(shù)
失效分析可用于所有的運轉(zhuǎn)設(shè)備,尤其是重要的設(shè)備,承壓設(shè)備的
鍋爐、壓力容器和壓力管道更為需要,而鍋爐則不可或缺特別需要。
我國鍋爐失效分析始于20世紀(jì)50年代中期,是由1臺低壓工業(yè)鍋爐
苛性脆化爆炸引發(fā)的,由原勞動部的聘請專家示范進行。領(lǐng)導(dǎo)部門的重
視和鍋爐安全運行的需要,使其得以大發(fā)展。
①失效分析技術(shù)主要內(nèi)涵。失效分析技術(shù)是學(xué)識、經(jīng)驗和思辨能力
的加和,是福爾摩斯的偵察技能用于設(shè)備失效研究的方法。少年時代聽
老輩人講的一個故事對我影響至深:據(jù)說有個外國人辦的發(fā)電公司中,
最大的1臺發(fā)電機出了故障,一位專家默察良久后索價1萬美元將其修
復(fù)。“發(fā)電機一響,黃金萬兩”,1萬美元絕對是筆巨款,但老板更會算經(jīng)
濟賬,當(dāng)即答允。專家隨即準(zhǔn)確地說明故障原因、指出故障部位,并傳
授修復(fù)方法。事后告訴周圍人士,修復(fù)費用也許只值1美元,但是憑借自
身知識經(jīng)驗迅速解決問題,避免了發(fā)電機被燒毀,則不止值1萬美元。這
就是知識就是財富的道理。設(shè)備的失效分析有點像刑警兼化驗員雙重身
份的工作。它憑借失效部位所處環(huán)境,根據(jù)(鍋爐)內(nèi)部介質(zhì)成分,考
察失效特征,做出判斷。
②失效分析工作的作用。這項工作,既能防止失效設(shè)備事故擴大,
又可以避免同類設(shè)備、相同材料和相似介質(zhì)中再發(fā)生同類故障,這是其
主要作用。
③失效分析工作方法。仍以鍋爐的苛性爆炸為例,它是鍋爐材料
(碳鋼)在運行應(yīng)力之外具有附加應(yīng)力,受到強堿腐蝕作用而產(chǎn)生的晶
間腐蝕破壞。1950年BETZ公司的《水處理手冊》已有報導(dǎo),并有失效
鍋筒的照片。前蘇聯(lián)專家則對具體的事故鍋爐有深入分析,指出該田熊
式鍋爐存在結(jié)構(gòu)缺陷,膨脹受限,在運行中具有接近屈服點的應(yīng)力,鍋
爐水相對堿度≥0.4,游離氫氧化鈉超過10mmolL,使該鍋爐發(fā)生爆炸。
應(yīng)力和腐蝕作用的加和后果超過了兩者單獨作用破壞力的幾倍、十幾
倍。
進行失效分析,找出失效原因,避免相同的故障再次發(fā)生和不斷發(fā)
生,只是失效分析的部分內(nèi)容,更重要的是提供行之有效的防治措施和
推廣應(yīng)用,以杜絕同類事故的發(fā)生。
對付鍋爐苛性脆化的方法是:詳細檢查可以產(chǎn)生熱應(yīng)力的部位并加
以消除,從水質(zhì)上采取處理措施,使相對堿度<0.2,如果無法達到,投
加硝酸鈉緩蝕,使其含量大于或等于氫氧化鈉含量的40%。安裝苛性脆
化指示器,可以知道對苛性脆化腐蝕的控制消除程度。失效分析的成果
必須通過宣傳擴展,才能真正起到亡羊補牢的作用。在某棉紡廠鍋爐爆
炸事故被查明之后,首先是對天津市某電廠的另1臺同型號鍋爐和濟南某
電廠的2臺同型號鍋爐進行徹底檢查,在確知尚無晶間腐蝕危險后,分別
采取水質(zhì)處理措施監(jiān)視運行。在主管領(lǐng)導(dǎo)的重視支持下,對所屬26個電
廠的上百臺鍋爐進行了苛性脆化跡象的檢查和相應(yīng)的水處理。
這一典型失效分析方法被反復(fù)使用著,由此,發(fā)現(xiàn)和防止了鍋爐的
堿腐蝕失效;在鍋爐補充水改為化學(xué)除鹽水后,又發(fā)現(xiàn)和進行著防止酸
腐蝕失效的工作??列源嗷氖Х治龊推浜髩A腐蝕的失效分析,以及
再后來酸腐蝕的失效分析,沿襲著相同的工作方法。即確認(rèn)腐蝕類型,
指明水質(zhì)特點和失效特征,提供防止失效對策,通過撰寫技術(shù)報告、文
章和書籍加以宣傳推廣,達成共識,成為防控潮流,方能奏效。