高温高速染色机常见缺陷分析及预防

则此 内部 裂纹 属 于疲劳 ＋晶间腐 蚀共 同作 用 引起 。
产生 缺铬 现 象 ； 加热 温 度较 高 （＞８ ０ ） 铬 的 扩散 ５％ ，
速度 加 快 ， 界 不 会 形 成 贫 铬 区 ， 此 ４ ０ ～ 品 因 ５％
２ 上 法 兰与封 头 连接 处 发 现 的均 为 内壁 裂 纹 ， ） 分布 在焊 缝 及 热 影 响 区 上 ， 部 位 与 染 液 接 触 、 该 局 部应 力较 高 ， 失效 机理应 为 疲劳 ＋晶间腐蚀 。 ３ 安 全 阀接 管 开 裂 发 生 在 同一 厂 家 生 产 的 设 ） 备上 ， 仅使用 了 ３年 ， 纹 出现 在焊 缝 熔 合 线 上 ， 且 裂 沿着 整个 接管 均有 分 布 ， 因此 认 为 主要 失 效 机 理 为
晶界扩 散 ， 故在 形 成 铬 的碳 化 物 时 ， 界处 铬 含 量 晶
盖的部位 还存在 升 温 、 温引 起 的温 度循 环 。从 载 降
第２ ６卷 第 ｌ ０期
中 国 特 种 设 备 安 全
・５ ・ ７
急剧 下 降 ， 一般 当铬含量 低 于 １ ％ 时不 锈 钢 将 不 耐 ２ 腐蚀 。 当有 腐 蚀介 质 作 用 时 ， 晶问 缺 铬 区将 产 生 明 显腐 蚀 ， 晶 间 腐 蚀 。加 热 温 度 低 （＜４ ０Ｃ） 加 即 ５￣ 或
酸钠 、 食盐 … 等 ， 染 色 机 工 作 时 可 能 存 在 奥 氏 体 在
１ 染色机基本特点及失效机理
染 色机 一般用 来 染 布或 染纱 ， 每天 要 开 闭几 次 到几 十次 ， 于 典 型 的快 开 门式 压 力 容 器 ， 属 必需 配
不锈钢 ＋氯离 子特定 组合 ， 易产生 应力腐 蚀开裂 。
常温 下 奥 氏体 不 锈 钢 中碳 的 溶 解 度 仅 有
００ ． ２％ ～０ ０ ． ３％ ［３ ２
，
固溶 处 理 后 奥 氏体 必 为碳 饱 和
备安 全联锁装 置并 满足 《 力 容器 安全 技术 监察 规 压
程》 ４ 第 ９条规 定 的功 能 。
而呈 不 稳 定 状 态 ， 经 再 次 中 温 加 热 （ ５ ℃ ～ 若 ４０
Ｋｅ ｒ ｓ Ｄｙ ｉ ｃ ｎｅ Ｉ ｅ ｃ ｙｓ ａ ｌｎｅ ｃ ｒ ｏ ｉ ｎ Ｓ ｆ ｔ ｎｔ ｒ ｏ ｋ ｎ ｖｉ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｎｇ ｍａ ｈｉ ｎｔ ｒ ｒ ｔ ｌｉ ｏ ｒ ｓ ｏ ａ ｅ ｙ ｉ ｅ ｌ ｃ ｉ ｇ ｄｅ ｃｅ
宁 波地 区 印染 业 发 达 ， 温 高 速染 色机 （ 高 以下
发 现裂纹 类缺 陷最 多， 次是安全 联锁 装 置缺 陷。疲 劳 、 间腐蚀 等是 染 色机 产 生 裂纹 的 主要 原 因。针 对 其 晶
染 色机 的这 些缺 陷 ， 设计 、 从 制造 、 用 、 使 检验检 测等 方 面提 出 了相 应 的预 防措施 。
关 键词 染 色机 晶间腐蚀 安全连 锁
表１ ２ ０台 裂 纹 类 缺 陷 分 布 位 置
部位 数量／ 条 占 比／ ％ １ ２ ６ ０ 主 要 失 效 机 理 疲 劳 或 疲 劳 ＋品 问 腐 蚀
数 量／ 台
１ １
ｌ ｌ Ｎｉ Ｔｉ Ｃｒ ８ ９
３１ Ｌ ６
３
６
下 法 兰 与 筒 体 连 接 处开裂 安全 阀接 管 开 裂 上 法 兰 与 封 头 连 接 处 内表 面开 裂 封头 两端 盖板 连接 处 裂纹 摇摆 杆 连接 处 开 裂
ｆ ｃ ｓ。 ｏ ｆ ｐ ｅ ｎｔｖ ｅ ｓ ｒ ｓ ｉ ｅ ｍｓ ｏ ｓ ｇ ｍ ａ ｕｆ ｃ ｕ ｅ、 ｉ ｅ ｎｃ ｎｄ ｉ ｐ ｃ ｉ ｎ ｗ ｅ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ａ ｌ ｔ ｏ ｒ ｖｅ ｉ ｅ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｔ ｒ ｆｄｅ ｉ ｎ、 ｎ ａ ｔ ｒ ｍａ ｎｔ ｎａ ｅ ａ ｎｓ ｅ ｔ ｏ ｒ ｒ － ｐ ｅ ． ｏｓ ｄ
ｃ ｎｅ， ｈｅ ｄｅ ｅ ｒ ｃ ｏ ｔ ａ ｈｅ ｍ ａ ｎ 。 ｈｅ ｓ ｆ ｔ ｎｔ ｒ ｏ ｋ ｎｇ ｄｅ ｃｅ ｗ ａｓ ｔ ｅ ｏ ． ｈｉ ｔ ｆ ｃｔｏｆｃ ａ ｋ ｓ ｒ ｓ ｗ ｓ ｔ ｉ ｔ ａ ｅ ｙ ｉ ｅ ｌ ｃ ｉ ｖｉ ｈｅ ｓ ｃ ｎｄ Ｆａｔｇｕ ｎｄ ｉ ｅａ
发生 晶 间 腐 蚀 。因 此 在 ３ １ １ ｒ８ ｉＴ ２ 、 Ｃ １ Ｎ９ ｉ中Βιβλιοθήκη Baidu 加 了
稳定 化元 素 Ｔ 提 高 耐 晶 间腐 蚀 能力 ， 是 ｒ 的 加 ｉ 但 ｒ ｉ
入会 导致 不锈 钢加 工 性 能 变 差 ， 新 的标 准 中 已经 在
简称染 色机 ） 量 多 ， 检 验 工作 中普 遍 发 现 染 色 数 在
荷角度 考虑 ， 色 机 承 受 循 环 交 变 载 荷 ， 能产 生 染 可
疲劳失效 。
机缺 陷多 、 事故 隐患严重 ， ２年 内染色机 事故 隐患 近 占压力容 器事 故 隐 患 的 ５ ％ 左 右 。 因此 分 析 染 色 ０ 机 常见缺 陷 ， 了解 缺 陷易 发 部 位 及 形 成 原 因 ， 以 可 指导检 验检 测 ， 时消 除 事 故 隐 患 ， 保 染 色 机 安 及 确
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｓ ｅ ｉ ｌ ｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｎｄ ａ ｌ ｒ ｓ ｒ ｃ ｈｅ ｅ ｓ ｎｔ ａ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃｓ ａ ｆ ｉｕ ｅ ｍｅ ｈａ ｓ ｏ ｈｅ ｈｉ ｈ ｔ ｍｐｅ ａ ｕ ｅ ｈｉ ｈ ｖｅ ｏ ｉｙ ｃ ｎｉ ｍ ｆ ｔ ｇ ｅ ｒ ｔ ｒ ｇ ｌｃｔ ｄｙ ｉ ｅ ｎｇ ｍａｃ ｉ ｗ ｅ ｅ ｉ ｒ ｕｃ ｄ Ａｃ ｏ ｄ ｎｇ ｔ ｔ ｓ ａ ｉ ｔ ｃ ｌ ｎａ ｙ ｉ ｏ ｔ ｏｓ ｄｅ ｅ ｔ ｏ ｅ ｎｇ ｈ ｎｅ ｒ ｎｔ ｏｄ ｅ ． ｃ ｒ ｉ ｏ ｈｅ ｔ ｔ ｓ ｉ ａ ａ ｌ ｓ ｓ ｆ ｈ ｅ ｆ ｃ ｓ ｆ ｄｙ ｉ ｍａ ・
开关 盖 时用 力 大 、 提 重 摔 等 有 关 ， 期 作 用 下 产 重 长
生疲 劳裂 纹 。
２ 检 验 中发 现 的 缺 陷统 计 分 析
对 ２０ ０ ８年 １月 ～９月 发 现 存 在 严 重 事 故 隐患 的３ ３台染 色机 进行分 析 ， 发现 裂纹 类缺 陷 的容器 有 ２ ０台占 ６ ％ ， 次是 安全 联锁 装置 缺 陷的有 ６台 占 １ 其
ｉ ｅ ｃ ｙ ｔ ｌｉ ｏ ｒ ｓ ｏ ｅ ｅ ｔ ａ ｎ ｒ ａ ｏ ｈｉ ｈ Ｃ ｕ ｅ ｈｏ ｅ ｃ ａ ｋ Ｉ ｏ ｄｅ ｏ ｐ ｅ ｎｔ ｔ ｓ ・ ｎｔ ｒ ｒ ｓ ａ １ｎｅ ｃ ｒ ｏ ｉ ｎ ｗ ｒ ｈｅ ｍ ｉ ｅ ｓ ｎ ｗ ｃ ａ ｓ ｄ ｔ ｓ ｒ ｃ ． ｎ ｒ ｒ ｔ ｒ ｖｅ ｈｅ ｅ ｄｅ
晶 问腐蚀 。如果 是 疲 劳 裂 纹 不 可 能 沿 着 接 管 整 圈
８ ０Ｃ为奥 氏体 不锈 钢易 产生 晶 间腐蚀 的敏 化温 度 。 ５￣
１． ８８型奥 氏体 不 锈 钢 在 焊 接 时 焊 缝 或 热 影 响 区必
然要 经过 这 一 温 度 ， 果 焊 接 工艺 不 当 ， 易 形 成 如 极 晶间贫铬 区 。在使 用 中产生 晶 间腐 蚀 。 ，
热时 间短 ， 利 扩 散 而 难 以形 成 铬 的 碳 化 物 ， 致 不 不
产 生疲 劳 裂 纹 。检 验 中该 部 位 内外 壁 均 发 现 过 裂 纹 ， 部位 外 壁 产 生 裂 纹 的 主要 原 因 为 疲 劳 ， 见 该 多 于使 用 ８～１ 的设 备 ； Ｏ年 而有 些使 用 ３～ ４年 的染 色 机 内壁该 部 位 也 发 现 裂 纹 ， 纹 分 布 在 热 影 响 区 ， 裂
２ ％ ， 他缺 陷的 ５台 。 ｌ 其
２ １ 裂纹 类缺 陷 ．
２ １ ２ 材料 对裂 纹类 缺 陷 的影 响 ．． 表 ２列 出了这 ２ ０台裂纹类 缺 陷染 色机 的材料 ， 其 巾 １ ｒ８ ｉＴ Ｃ ｌ Ｎ ９ ｉ为 国 内 牌 号 ， ３ １材 质 相 近 ， 与 ２
３６ １ Ｌ为 国外牌 号 ， 日本 的 为 Ｓ Ｓ １ Ｌ 美 国 的为 Ｔ Ｕ ３６ ， Ｐ ３ ６ 。从 表 ２中可 知 ３ １及 １ ｒ８ ｉＴ 制 染 色 机 １Ｌ ２ Ｃ ｌ Ｎ９ ｉ 共有 １ ４台开 裂 ， ７ ％ ； ３ ６ 占 ０ 而 １ Ｌ材 料 制 造 的染 色 机有 ６台开裂 ， ３ ％ ， 占 ０ 出问题 的较少 。
表 ３列 出了 ３ ６ ３ １ １ ｒ８ ｉＴ 三 种 材 料 的 １ Ｌ、２ 、Ｃ ｌ Ｎ ９ ｉ
３ ３ １
１ ５ ｌ ５ ５
晶 问 腐 蚀 疲 劳 ＋晶 问 腐 蚀 疲 劳 或 较 大 外 力
化学 成分要 求 。从 该 表 中 可看 出 ３ ６ １ Ｌ的含 碳 量最 低 ，２ ３ １其 次 ， Ｃ ｌ Ｎ９ ｉ 碳 量 最 高 ， 碳 量 高 易 １ ｒ８ ｉＴ 含 含
表２ ２ ０台裂 纹 类缺 陷染 色机 材 料
材料 牌 号
３ ２１
裂纹类 缺 陷所 占比例最 大 ， 其进 行重 点分 析 。 对
２ １ １ 裂纹 类缺 陷 的分 布及 主要失 效机 理 ． ． 表 １列 出 了 ２ ０台染 色 机 中裂 纹 类 缺 陷 的分 布
位置及 主要 失 效机 理 。这 ２ ０台染 色机 均 为立 式 染 纱机 。 目前 染 纱行 业 中很 少用 到 含氯 离 子 的盐 ， 因 此应 力腐蚀 损 伤可 能性 较低 。
闪此染 色 机 的 主 要 失 效 机 理 为 ： 劳 失 效 、 疲 应
力腐 蚀开 裂 、 间 腐 蚀 开 裂 。 同 时 ， 于 长期 使 用 晶 由
可能 导致 安全 联锁 装 置 损 坏 或功 能 不 全 ， 染 色 机 对
的安 全性 能产 生影 响 。
分布 ， 能与焊 接 时焊接 工艺 选择 不 当有关 。 可 ４ 由于受力 较 大且 经 常 启 闭 ， ） 在染 色机 封 头 两 端盖 板连 接 处 、 摆 杆 连 接 处 也 易 发 生 开 裂 ， 与 摇 这
８ ０Ｃ之 间） 过 饱 和 的碳 将 向晶 界 扩 散 ， 铬 结 合 ５￣ ， 与
在一个开 闭过 程 中 ， 色机 经 历 了 升压— —保 染 压—— 降压 的压 力循 环 ， 同时染 色 机没 有保 温层 覆
而形 成 ｃ （ ｒＦ ）， 沉 淀 于 晶界 。 由于 铬 ｒｃ 或 ｃ 、ｅ ： 。 Ｃ 原子半 径较 大 ， 晶粒 内 扩散 速 度 较 慢 ， 不 及 向 在 来
全运行 。
染 色 机 本 体 材 料 均 为 奥 氏 体 不 锈 钢， 如 １ ｒ８ ｉＴ ， Ｕ ３４， Ｕ ３ １ Ｓ Ｓ １ Ｌ等 ， 径 在 Ｃ ｌ Ｎ９ ｉＳ Ｓ０ Ｓ Ｓ ２ ， Ｕ ３ ６ 直 ｏ ０～ｑ ２ ０ ｍ 之 间 ， 作 压 力 为 ０ ３～０ ６ ａ ｂ ０ｍ ２ 工 ． ． ＭＰ 之间， 工作介 质 为染 液 、 汽 。染 色工 艺 各不 相 同 ， 蒸 染液成 分复 杂 ， 配置 合适 的染 液 可能 要加 入 亚 氯 为
・
５ ・ ６
中国 特 种设 备 安 全
第２ ６卷 第 １ ０期
事与 陷析 故缺 分
高温高速染色机常见缺陷分析及
张海 波 陈定岳 沈建 民 黄宏彪 李 丹琳
（ 波 市 特 种 设备 检验 检测 中心 宁 浙江 ３５２ １ ０ ０）
摘
要
介 绍 高温高速 染色机 的基本 特 点及 失效 机理 ， 对检 验 中发 现 的 染 色机缺 陷进行 了统 计 分析 ，