Page 65 - 理化检验-物理分册2019年第二期

庄文斌, 等: 超临界循环流化床锅炉末级过热器爆管原因分析

表 ４ 能谱分析结果( 质量分数)
Tab敭４ Resultsoftheener gy s p ectrumanal y sis massfraction ％
分析位置 O M g Al Si S K Ca Ti Cr Mn Fe Ni
图 ６a ) 中的谱图 １ ５３．８６ １．０６ ５．３３ ６．３２ １２．２０ ０．３８ １６．１７ ０．９９ － － ２．７６ －
图 ６a ) 中的谱图 ２ ３１．５６ － ２．２９ ２．８１ ３．２７ － ２．９１ － ３．６２ － ５０．７０ ２．４７
断口试样
图 ６a ) 中的谱图 ３ ２５．８２ － １．１４ ０．９２ ０．７１ － － － ３．９２ － ６４．８０ ２．３４
图 ６a ) 中的谱图 ４ ２．９４ － － ０．９２ － － － － １８．２１ １．２８ ６６．４８ ９．７３
图 ６b ) 中的谱图 １ ２０．３０ － － ０．２８ ０．３７ － － － １１．５９ １．３１ ６１．７６ ４．０９
图 ６b ) 中的谱图 ２ ２３．２０ － － － － － － － ４．９３ ０．４０ ６９．９７ １．４５
１Ｇ２ 号
图 ６b ) 中的谱图 ３ １８．７３ － － ０．５７ － － ０．３２ － １２．８１ １．１３ ５９．２４ ７．００
金相试样
图 ６b ) 中的谱图 ４ ８．５４ － － ０．４１ ０．２４ － － － １８．０１ １．６２ ５９．０６ １０．５４
图 ６b ) 中的谱图 ５ － － － ０．５８ － － － － １８．５９ １．７１ ６８．０１ １１．０４

作用下, 逐渐萌生应力腐蚀沿晶微裂纹, 该裂纹不断
２ 综合分析
向内壁沿晶扩展, 最后在内压作用下发生失稳扩展,
由上述理化检验结果可知: 材料为 TP３４７HFG 导致管子纵向韧性爆裂泄漏.
耐热钢的爆裂管样在紧邻鳍片角焊缝的管子母材部
３ 结论及建议
位由外壁向内壁沿管子纵向开裂, 管子壁厚未见明
显减薄, 管径亦未见明显胀粗; 管子基体母材、 鳍片 该锅炉末级过热器管的爆管类型为应力腐蚀开
基体母材及角焊缝的显微组织、 硬度和拉伸性能均 裂.应力因素是导致爆管的主要因素, 主要来自管
符合相关标准要求或未见异常; 爆口边缘可见少量 屏整体在运行过程中由于受热不均匀而产生的热胀
沿晶开裂形态, 爆口尖端可见明显的沿晶裂纹, 裂纹 应力和角焊缝的焊接残余应力.
内存在一些物质; 断口大部分区域微观形貌为呈冰 建议对末级过热器管屏角焊缝部位进行表面探
糖块状的沿晶开裂; 断口和沿晶裂纹内含有少量的 伤, 如发现缺陷应及时消除; 与制造厂协商研究降低
腐蚀性元素硫.根据以上基本特征, 判断爆裂管样 管屏热胀应力的措施, 如可将管屏沿中部鳍片纵向
的失效类型为应力腐蚀开裂. 切开等.
应力腐蚀开裂需具备 ３ 个条件 [ ２Ｇ３ ] : 材料的应力
参考文献:
腐蚀敏感性、 特定的腐蚀环境和拉伸应力.奥氏体
不锈钢管样本身就是应力腐蚀敏感材料, 由能谱分 [ １ ] 郑坊平,张红军, 高磊, 等 ．TP３４７H 奥氏体不锈钢锅
析结果可知腐蚀产物中含有腐蚀性元素硫, 应力因 炉管开 裂 原 因 分 析 [ J ] ． 热 加 工 工 艺, ２０１４ , ４３ ( ２１ ):
素主要来自管屏整体在运行过程中由于受热不均匀 ２２５Ｇ２２８．
[ ２ ] 熊立斌, 孟若愚 ．０Cr１８Ni９ 不锈钢换热管应力腐蚀开
而产生的热胀应力和角焊缝的焊接残余应力, 其中
裂原因分析[ J ] ． 理化检验( 物理分册), ２０１７ , ５３ ( １２ ):
对本次爆管起主要作用的为应力因素.
９１５Ｇ９１７．
根据爆口开裂面的断裂机制, 可推知爆管过程
[ ３ ] 陈彩霞, 郑杨艳 ．３１６L 不锈钢波纹管膨胀节开裂原因
如下: 在运行过程中承受较大热胀应力的鳍片角焊
分析与预防[ J ] ． 理化检验( 物理分册), ２０１５ , ５１ ( １ ):
缝与管子母材结合部位的管外壁在腐蚀性介质硫的
５５Ｇ５８．

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