Page 69 - 理化检验-物理分册2019年第六期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１９０６０１１

电动闸阀阀杆断裂失效分析

周丽琴,吕召政,张 娜,沈寒玉

( 武汉锅炉集团阀门有限责任公司,武汉 ４３０２００ )
摘 要: 某 电 厂 锅 炉 主 给 水 管 道 上 的 电 动 闸 阀 阀 杆 在 服 役 过 程 中 发 生 断 裂, 阀 杆 材 料 为
３８CrMoAlA 钢.采用化学成分分析、 力学性能试验、 金相检验、 断口分析以及能谱分析等方法, 对
阀杆断裂原因进行了分析.结果表明: 阀杆断裂主要是由于阀杆材料热处理不当, 导致材料硬度偏
高、 冲击韧度严重偏低, 从而使阀杆在开启过程中于应力集中的退刀槽处发生脆性断裂.
关键词: 电动闸阀;阀杆; ３８CrMoAlA 钢;脆性断裂;冲击韧度;硬度;热处理

中图分类号: TM６２１ ; TG１１５ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１９ ) ０６Ｇ０４１２Ｇ０３
FailureAnal y sisonFractureofanElectricGateValveStem

ZHOULi q in , LÜZhaozhen g ZHANGNa , SHENHan y u
,
( WuhanBoilerGrou pValveCo． , Ltd． , Wuhan４３０２００ , China )

Abstract : Theelectric g atevalvestem withmaterialof３８CrMoAlAsteelandonthemainwatersu pp l yp i p eofa
p owerp lantfractured durin g service．Means such as chemical com p osition anal y sis , mechanical p ro p ert y test ,
metallo g ra p hictest , fractureanal y sisandener gys p ectrumanal y siswereusedtoanal y zethefracturecausesofthevalve
stem．Theresultsshowthatthefractureofthevalvestem wasmainl yduetoim p ro p erheattreatmentofthevalvestem
materialwhichresultedinhi g hhardnessandseriousl y lowim p acttou g hnessofthematerial , thusbrittlefractureofthe
valvestemoccuredatthe g roovetowithdrawalthecuttin g toolasstressconcentrationlocationdurin g theo p enin gp rocess．
Ke y words : electricg atevalve ; valvestem ; ３８CrMoAlAsteel ; brittlefracture ; im p acttou g hness ; hardness ;
heattreatment

电动闸阀是电厂主给水管道、 主蒸汽管道和再热
器管道上的重要启闭装置, 由于受安装空间及使用条
件的限制, 要求该类阀门必须具有结构简单、 密封性能
好、 开启灵活、 抗冲击、 使用寿命长、 便于维修等特点.
某电厂锅炉主蒸汽管道上所使用的电动楔式双
闸 板 闸 阀 型 号 为 Z９６２YＧP ５４ １０I , 工 作 压 力 P ＝
１０MPa , 公称直径 D N ＝２５０ mm , 该闸阀垂直安装
在主蒸汽管道上, 介质为水和蒸汽, 最高工 作温度
５４０ ℃ , 已累计运行 ８００h , 机组启停约 １０ 次.该闸
阀阀杆在开启过程中于退刀槽处发生断裂, 如图 １
图 １ 断裂阀杆宏观形貌
所示.闸 阀 结 构 如 图 ２ 所 示, 断 裂 阀 杆 材 料 为
Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofthefracturedvalvestem
３８CrMoAlA 钢锻件, 执行标准为 JB / T９６２６－１９９９
经渗氮处理后能够得到高的表面硬度和疲劳强度,
« 锅炉锻件 技术条件» 中的 Ⅱ 级锻件. ３８CrMoAlA
长期使用组织稳定, 是一种较成熟的材料, 广泛用于
钢是一种高级渗氮钢, 具有良好的耐热性和耐蚀性,
制造在 ５４０ ℃ 以 下 工 作 的 高 压 阀 门、 阀 杆 等 零 部
件 [ １ ] , 其常规的热处理工 艺 为 调 质 ＋ 渗 氮 处 理 [ ２ ] .
收稿日期: ２０１９Ｇ０１Ｇ１８
作者简介: 周丽琴( １９８６－ ), 女, 工程师, 主要从事金属材料及热 该阀杆生产工艺过程如下: 锻造 → 退火处理 → 调质
处理工作, ３８０５４３３０４＠ qq ．com 热处理 → 机械加工 → 抗腐蚀离子渗氮.
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