Análisis de falla por corrosión bajo tensión en la tubería de un intercambiador de calor

Resumen

Este trabajo presenta los resultados del análisis de las causas de falla por corrosión bajo tensión de los compensadores de dilatación de la tubería de acero inoxidable de un intercambiador de calor que opera a
temperaturas entre 70 oC y 900 oC, donde se presentó una falla en algunos de los compensadores que se manifestó por agrietamiento de los mismos. Se realizaron ensayos de composición química, icroscopía
óptica y SEM. Con base en los resultados obtenidos se concluyó que la falla por agrietamiento se debió al fenómeno de corrosión bajo tensión, que a su vez se produjo por la sensibilización del acero inoxidable, debido a la exposición a las altas temperaturas de trabajo y su fluctuación a otras más bajas. Como resultado del análisis para prevenir otra posible falla de este tipo, se recomienda el empleo de aceros inoxidables de menor contenido de Carbono y con estabilizadores de carburos como el Niobio o Titanio. 

Palabras clave: Aceros inoxidables, corrosión bajo tensión, intercambiador de calor, precipitación de carburos, análisis de falla.

ABSTRACT

This paper presents the analysis and results of the stress corrosion failure causes in expansion joints of a stainless steel pipe heat exchanger that operates at temperatures between 70 oC and 900 oC, where the failure that occurred in some compensators was manifested by cracking thereof. Assays of chemical composition, optical microscopy and SEM were performed. Based on the obtained results it was concluded that the failure by cracking was due to stress corrosion cracking, which in turn was caused by the sensitization of stainless steel, in response to exposure to high operating temperatures and fluctuation to lower temperatures. As a result of the analysis to prevent another possible failure of this type, the use of stainless steels of lower carbon content and carbide stabilizers such as niobium or titanium is recommended.

Keywords: Stainless steels, stress corrosion cracking, heat exchanger, carbides precipitation, failure
analysis.