过热蒸汽管道的失效分析.pdf

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1、第４２卷第５期Ｖｏｌ畅４２Ｎｏ畅５２０１７年５月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＭａｙ２０１７过热蒸汽管道的失效分析李静，梁宇，熊虎，韩墨流，申佳林，魏泽民（贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳５５０００３）摘要：通过微观组织分析、力学性能测试及微区成分能谱分析等方法，研究了过热蒸汽管道裂纹产生的原因，进行了热处理工艺重现试验，以及重现后的微观组织观察、晶粒尺寸统计、力学性能分析等研究。试验结果表明：管壁处裂纹的产生是发生了应力腐蚀，且裂纹被逐渐加宽形成分枝；Ｃｒ、Ｍｏ碳化物沿晶界析出并在晶界处连续分布，破环了晶界的结合；同时使得基体内Ｃｒ元素的贫化，晶界与基体腐

2、蚀电位发生变化，加速应力腐蚀的发生。进行了热处理工艺重现试验后，其综合性能性能均优于原送检样。关键词：蒸汽管道；失效分析；裂纹；应力腐蚀中图分类号：TG142．1文献标志码：A文章编号：0254-6051（2017）05-0201-04FailureanalysisofsuperheatedsteampipeＬｉＪｉｎｇ，ＬｉａｎｇＹｕ，ＸｉｏｎｇＨｕ，ＨａｎＭｏｌｉｕ，ＳｈｅｎＪｉａｌｉｎ，ＷｅｉＺｅｍｉｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＧｕｉｙａｎｇＧｕｉｚｈｏｕ５５０００３，Ｃｈｉｎａ）Abstr

3、act：Ｃｒａｃｋｒｅａｓｏｎｓｆｏｒａｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｐｉｐｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｔｅｓｔａｎｄｍｉｃｒｏ-ｃｏｍｐｏｎｅｎｔＥＤＳａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｗａｌｌｃｒａｃｋｓｏｃｃｕ

4、ｒｂｅｃａｕｓｅｏｆｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｓａｒｅｇｒａｄｕａｌｌｙｗｉｄｅｎｅｄｔｏｆｏｒｍｂｒａｎｃｈｅｓ；ＣｒａｎｄＭｏｃａｒｂｉｄｅｓｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅａｌｏｎｇｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｉｅｓａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅａｌｏｎｇｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｉｅｓｗｈｉｃｈｄｅｓｔｒｏｙｔｈｅｂｏｎｄｏｆｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ；Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｄｅｐｌｅｔｉｏｎｏｆＣｒｅｌｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｍａｔｒｉｘａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｃｈａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇｒａ

5、ｉｎｂｏｕｎｄａｒｙａｎｄｔｈｅｍａｔｒｉｘａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎ．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔａｒｅｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓａｍｐｌｅｓ．Keywords：ｓｔｅａｍｐｉｐｅ；ｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｒａｃｋ；ｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎ蒸汽管道是发电厂的关键部件，由于长期在高温析其化学成分（质量分数，％）为：０．０９４Ｃ、０．４５３Ｍｎ、高压的恶劣工况下运行，容易发生材质老

6、化和损伤积０．１４４Ｓｉ、０．０１９Ｓ、０．００８１Ｐ、２．１７８Ｃｒ、０．９４５Ｍｏ、９５．７７Ｆｅ。累，突发性事故也会频频发生，给企业员工的生命安全为了对管道开裂部位进行系统分析，微观组织分析样和国家财产带来严重威胁，因此对蒸汽管道进行失效品选取了管体上出现开裂的区域（标记为１-１区）和同分析尤为迫切和重要。在我国现存的电厂中，有亚临管道上远离开裂区域的材料（标记为１-２区）。为了探界、超临界等多种形式的机组，这些机组的蒸汽管道承索管道焊接是否对微观组织造成直接影响，从而导致受压力、温度、支吊方式等均有所不同，运行时间也有使用过程中开裂，切取了管道上靠近焊缝的试样，

7、标记所不同，这些因素都会造成了管件发生失效的可能性。为２-１区，同时切取离焊缝一定距离的热影响区的材本文主要对电厂管道的裂纹进行分析，为发电厂蒸汽料，标记为２-２区。力学性能试样采用线切割切取了管道的裂纹发生原因提供理论依据和分析方法，预防管体上远离裂纹的区域，加工成标准拉伸试样和冲击［１］类似事故再次发生，达到减少损失的目的。试样（开Ｕ型缺口）。为了研究管道微观组织以及是否可以通过热处理重新进行组织优化，根据该类管道１试验材料及方法的施工标准，从送检的失效管道上切取试样，进行重新1．1试验材料热处理以观察其微观组织与进行力学性能测试，试