Page 96 - 理化检验-化学分册2017第八期

刘广兴, 等: 锅炉水冷壁内螺纹管泄漏原因分析

图 ２ 泄漏管向火侧的横向裂纹形貌
Fi g 敭２ Mor p holo gy oftransversalcracksonthefireＧfacin g sideoftheleaka g etube
和图 ２ 可见: 管子向火侧外壁存在大量平行的裂纹, 成分的技术要求.
且裂纹方向与管子轴向垂直, 并由外壁向内壁扩展, １．３ 力学性能试验
具有热疲劳裂纹的形貌特征; 管子向火侧外壁覆盖 在 １５CrMoG 钢泄漏管段的背火侧取样, 依据
着较厚的黑色结焦状产物. GB / T２２８．１－２０１０ 进行室温拉伸试验, 拉伸试样为
１．２ 化学成分分析 圆棒状试样.按 GB / T８１７０－２００８ 对拉伸试验数
采用 QSNＧ７５０ 直 读 光 谱 仪 对 １５CrMoG 钢 泄 据进行数值修约, 结果如表 ２ 所示, 可见管子经长期
漏管段进行化学成分分析.由表 １ 可见, 该管段的 运行后, 其 背 火 侧 的 力 学 性 能 仍 符 合 GB５３１０－
各元素含量均符合 GB５３１０－２００８ 对 １５CrMoG 钢 ２００８ 技术要求.
表 １ １５CrMoG 钢泄漏管段的化学成分分析结果( 质量分数)
Tab敭１ Chemicalcom p ositionanal y sisresultsofthe１５CrMoGsteelleaka g etube massfraction ％
项目 C Si Mn P S Cr Ni Mo V Cu
实测值 ０．１３ ０．２２ ０．５８ ０．００８ ０．００４ ０．８９ ０．０４ ０．４２ ０．００５ ０．０４
标准值 ０．１２~０．１８ ０．１７~０．３７ ０．４０~０．７０ ≤０．０２５ ≤０．０１５ ０．８０~１．１０ ≤０．３０ ０．４０~０．５５ ≤０．０８ ≤０．２０

表 ２ １５CrMoG 钢泄漏管段力学性能试验结果
Tab敭２ Mechanical p ro p ert y testresultsofthe１５CrMoGsteelleaka g etube
项目 屈服强度 R p ０．２ / MPa 抗拉强度 Rm / MPa 断后伸长率 A / ％ 向火侧硬度 / HBW 背火侧硬度 / HBW
实测值 ３５０ ４８０ ２４．０ １５１ １５３
标准值 ≥２９５ ４４０~６４０ ≥２１ － －

１．４ 金相检验 纹, 在裂纹区域内存在氧化腐蚀产物, 部分裂纹端部
在泄漏管段的向火侧和背火侧分别切取金相试 呈圆钝状, 部分裂纹端部呈尖锐扩展状, 裂纹扩展形
样( 取样位置为图 ２ 中 １ 号位置和 ２ 号位置), 试样 式均为穿晶扩展.对试样纵剖面裂纹内氧化物的成
经过磨制、 抛光处理后, 用 ４％ ( 体积分数) 硝酸酒精 分进行能谱分析, 结果见图 ６ , 可见裂纹两侧的氧化
溶液进行化学侵蚀, 在光学显微镜下观察其显微组 区域以氧和铁两种元素为主, 硫元素的含量也较高.
织形貌.由图 ３ 可见, 管子向火侧和背火侧的显微 同时在向火侧表层灰分结焦中亦发现有较高含量的
组织均为铁素体 ＋ 珠光体, 在向火侧未发现有珠光 硫元素.
体球化现 象, 显 微 组 织 检 验 结 果 满 足 GB５３１０－
２ 分析与讨论
２００８ 技术要求.从图 ３ 可以看出, 在向火侧发现有
穿晶裂纹由外壁向内壁扩展, 而背火侧处未发现有 由上述理化检验结果可知, 泄漏水冷壁内螺纹
裂纹存在.图 ４ 为向火侧切取的金相试样的宏观形 管在长期 服 役 后, 其 理 化 性 能 仍 满 足 GB５３１０－
貌, 可见试样外表面有长度不等的细小裂纹, 从纵剖 ２００８ 技术要求, 且管子向火侧的显微组织为正常的
面可见裂纹已由外表面向内部扩展. 铁素体 ＋ 珠光体形态, 未发现珠光体球化现象, 其与
１．５ 扫描电镜分析 背火侧的显微组织形态基本一致, 说明在运行过程
为了更好地观察管子的裂纹形貌特征, 对图 ２ 中管壁温度处于正常温度范围, 并未发生超温现象,
中 １ 号位置的金相试样进行扫描电镜( SEM ) 分析. 且裂纹的产生与管材本身质量无关.
由图 ５ 可见, 在向火侧存在大量的横向裂纹, 其裂纹 由宏观检验与扫描电镜分析结果可知, 管子向
形态呈楔形; 裂纹由外壁向内壁扩展, 并伴有二次裂 火侧外壁存在大量细小的平行裂纹, 裂纹扩展形式
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