黄建明实战案例专栏 | 【案列03】316不锈钢滤网破裂的原因分析

来源:微信公众号:航空无损检测
发布日期:2022-08-25 15:51
   


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「硬」就表示有很强的残余应力(Residual Stress),不锈钢在海水含有氯离子的情况下,遇上应力就会产生一种「应力腐蚀」(Stress Corrosion),不锈钢应力腐蚀会使它快速产生碎裂,不用任何压力就可破裂。



                                                                           

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实战案例专栏 /   案例03

1989年某日,我有个客户拿着几张相片和一份简单的报告以及几块不锈钢碎片找到我,问我有什么方法分辨出316不锈钢?


告诉我,因为他们在为香港某大型商场安装冷气机的冷凝器系统时,其中一批不锈钢滤网出现破裂,用户怀疑承建商偷工减料,要求承建商解释


承建商找到城中某大学的一位教授,看了这些相片后就写了一份报告,他写出十多个不锈钢产生破裂的原因,最后的结论却是:NO COMMENT (无可奉告)



我这个客户拿着这份报告无所适从不知怎么办!


根据教授的分析,其中第一个原因就是用错材料,对海水來说一定要用316不锈钢,我想那就顺着教授所列出原因往下查吧!


是否是316不锈钢很简单,做个化学分析就知道了,我马上安排将碎片送去做化学分析,过了几天很快有了答案,通过化学分析证实是 316 不锈钢,并没有「偷工减料」



客户问既然是316不锈钢,那为什么会出现破裂呢?我与他探讨后问他可否带我们到现场看看?他说可以。


我就和我的同事一道前往商场其中一个出事的现场,在机房我看现场拆开的不锈钢滤网已经变形,并且长满了海水中的微生物 (Marin grows)和有几个大大的「青口」(贝壳类),还有生长在海水污泥中的已被水泵叶片打断成几节的大条红色沙虫在爬动中,另外在冷凝器的进水端头我还看见破碎的胶袋和木条堵塞冷凝管的入口,在涂层破裂生锈的金属位置看到已经死去的贝壳残骸等等,这些都是不应该出现在冷凝器系统中的杂物。



这些东西为什么会出现在这里呢?必须找寻它的源头。


我们查看管道分布图,再顺着进水的管道一直追查到靠近海军总部「添马舰」的海旁,商场用来冷却系统的海水水泵房,水泵房外侧靠海面建有一个沉淀池,入水处加有几个铁栅,我看到满池污水、胶袋、报纸、发泡胶、木板等漂浮在水面的杂物。


看到这个海湾,我想起我曾经在此抛杆钓过鱼,知道此处水浅而且海底都是淤泥,特别是打台风后更多淤泥涌入这个海湾,淤泥也有可能直接涌入沉淀池。我找到根长杆往水池下插,插不到一半已感觉满是淤泥,肯定很久没有清理淤泥了。


沉淀池的作用是用来沉淀淤泥的,如果长时间堆积于水泵入水口时就会将淤泥吸引入整个管道系统,很明显,我们在机房看到的淤泥和胶袋木条等杂物是来自这个沉淀池的。


我们到水泵房内查看,我看到其中一个用来向海水中打「氯气」装置(Chemical Dosing)完全没有任何动作,维修工人告诉我早已坏了,这个装置中的「氯气」是用来专门杀死所有海水中的微生物(marine grows),它坏了也就形成在滤鱼网上的微生物、青口大量繁殖,长满在滤网上就造成滤网堵塞,有堵塞水流量就不足够,水流量不足计算机控制就自动加大水压供应,恶性循环最后高水压逼爆滤网。


我们再回到机房,我指着滤网上「青口」说这是从海水过来的,维修工人很不服气地说:“有什么可能!滤网孔只有3mm直径,「青口」这么大,怎么可以穿过来?”


我告诉他:“它入来的时候只是一粒卵,小得用眼都未必看得到,粘贴这滤网里好吃好住(叹,粤语形容享受),以前在海边是等运气到,海水涨潮时吃一口(啖),海水退潮时无得吃,现在是自动送上来吃,而且是24小时有得吃,所以大得好快!一两月就大大个(只)了。”


另外,「青口」这些贝壳类,它能分泌一种粘性很强的液体,就像AA胶一样牢牢地粘着管道的入口处,当工人维修和清洁时会把它敲打铲除下来,在敲打铲除时同时也会把金属表面的涂层给打掉了,这样在没有涂层保护的金属位置,在海水的环境下很快地生锈形成腐蚀。


问题找到了,主要是海水不干净和没有进行杀死微生物的程序,与承建商无关,与系统设计无关。


怎么解决这些问题呢?我们提出了以下几个建议:


(1) 沉淀池必须定期清理淤泥和杂物,漂浮水面的杂物捞起,沉底的淤泥可以用郊区房屋清理化粪池的专业公司,有特种流动车辆把淤泥吸走即可;


(2) 马上修复打「氯气」的机器装置(Chemical Dosing),并且做好维持保养工作;


(3) 将已经损坏的滤网(Strainer)更换;


(4) 建议Strainers前(inlet)及后(outlet)加delta pressure sensors避免水压过高逼坏Strainer。


这件事很快就圆满地解决了,这是因为我们直接到达现场实地查看,通过观察分析马上找出原因。只看几张相片就要人家专家教授讲出真正原因是不可能的,他只能告诉您十多个可能性,就像买香港福利彩,49个号都告诉您,其中六个肯定中一样。


本来已经完事了,可我这个客又来电问我,可不可以在香港做滤网,问过香港的分包商(判头)只要HK$1,000.00/个,原厂要HK$10,000.00多元一个,为什么会相差10倍的价格呢?


我向他要来滤网的厂家规范来查看,我看到规格书上一行正楷粗字体:“ALL HOLE SHALL BE COOLING DRILL HOLE!DON’T PUNCHING!”(所有的孔必须用冷却钻孔!不要用冲切!)。


我马上告诉他千万不要买香港制作的滤网,因为香港的不锈钢孔网大多数是用冲床冲切出来的,这是因为冲床机加工时效率高和最便宜,可是冲切出来的孔在孔的边缘肯定会很硬。


「硬」就表示有很强的残余应力(Residual Stress),不锈钢在海水含有氯离子的情况下,遇上应力就会产生一种「应力腐蚀」(Stress Corrosion),不锈钢应力腐蚀会使它快速产生碎裂,不用任何压力就可破裂。


为什么人家卖得贵是因为人家是用冷却方法一个孔一个孔钻出来的,只有这样的机加工方法才能保证没有残余应力。


所以人家卖得贵是有道理的,一分钱就一分货!


见下图,不锈钢过滤网破裂长满海水中的微生物和青口(贝壳类)

以上只是演讲中的一个案例,仅供参考。


关于作者



黄建明长期从事在役无损检测技术工作近40年。任职于香港安捷材料试验有限公司,北京理工大学珠海学院“应用物理(无损检测方向)”本科专业兼职教授。美国焊接学会会员,美国无损检测学会会员,中国机械工程学会会员暨无损检测分会理事。英国焊接和无损检测人员考试发证章程(CSWIP)焊接检验督察,英国无损检测人员考试发证章程(PCN)II级焊缝射线照相评片员,美国焊接学会(AWS)高级焊接检验督察,AWS焊接导师,美国无损检测学会(ASNT)NDT检验师-UT、RT、MT、ET III级(高级)技术资格,中国机械工程学会无损检测分会RT、UT 3级(高级)技术资格。


联系方式:

邮箱:kmwong@aes.hk

公司:香港安捷材料试验有限公司 


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