不锈钢换热器管的老化本质是材料在长期服役中发生微观组织退化与性能衰减。老化程度受温度、应力、介质腐蚀性三大关键因素控制。
1、高温组织劣化加速老化
碳化物粗化:316L不锈钢在>500℃持续运行时,晶界析出链状碳化物(Cr₂₃C₆为主),导致韧性下降40%,管壁蠕变鼓包风险升高。超超临界机组用HR3C耐热钢(>600℃)运行12万小时后,晶界第二相颗粒粗化合并,形成黑色孔洞,承压能力锐减
相变脆化:TP347H钢在焊接热影响区发生σ相转变(FeCr金属间化合物),硬度提升50%,冲击韧性趋近于零,易突发脆性开裂。
2、应力腐蚀协同老化
氯离子+拉应力:导致穿晶型应力腐蚀裂纹
碱液浓缩:晶间腐蚀网状开裂
硫化物渗透:氢致开裂(HIC)
要想不锈钢换热器管的使用寿命延长,应管控温度(不超过500℃),介质净化(循环水Cl⁻浓度控制在≤30ppm)、应力释放(焊接后实施920℃±10℃固溶处理),通过这些操作可使用长达20年以上。