Page 57 - 理化检验-物理分册2020年第二期

白 佳, 等: 超临界锅炉 T９１ 钢过热器管爆管原因分析

测试, 每个位置测试 ３ 次, 取平均值.由表 ２ 可知过
热器管 在 爆 口 处 及 爆 口 附 近 的 布 氏 硬 度 均 低 于
ASMESA２１３－２０１８ 中对 T９１ 钢布氏硬度要求范
围的下限值( １９０ HBW ), 其中爆口处的硬度最低,
仅为 １５８．３HBW .
表 ２ 过热器管硬度测试结果
Tab敭２ Hardnesstestresultsofsu p erheatertube HBW
取样位置 测试位置 实测结果平均值 标准值
图 ４ 距爆口约 １０cm 处的过热器管显微组织形貌
爆口侧 １５８．３
爆口处 Fi g 敭４ Microstructuremor p holo gy ofsu p erheatertube
爆口背侧 １７８．３
about１０cmawa y fromburstmouth
１９０~２５０
距爆口约 爆口侧 １７８．３
１０cm 处 爆口背侧 １８１．０

１．４ 金相检验
将硬度测试的试样经过打磨、 抛光、 浸蚀后, 利
用 LeicaDM２５００M 型光学显微镜进行微观形貌观
察, 结果如图 ３ 和图 ４ 所示. T９１ 钢的正常组织应
为细小的回火板条马氏体, 由于马氏体发生相变, 马
氏体晶粒内会形成大量的亚晶, 使位错密度增大, 晶
粒高度细化, 晶界上弥散分布着 M ２３C ６ 型和 MC 型
合金碳化物.而由图 ３ 可见, 该管爆口处显微组织
为铁素体 ＋ 碳化物颗粒, 马氏体位向难以辨认, 组织
完全老化; 由图４ 可见, 距爆口约１０cm 处的显微组
织中板条马氏体位向明显分散, 局部出现等轴状晶

粒, 组织亦老化明显.

图 ５ 过热器管爆口处 SEM 形貌
Fi g 敭５ SEM mor p holo gy ofburstmouthofsu p erheatertube
a atlowma g nification b athi g hma g nification
利用 OxfordXＧact型能谱仪对过热器管爆口
处的析出相进行定性分析.析出相形貌及分析位置
见图 ６ .结 果 显 示 其 主 要 合 金 元 素 为 铬、 钼, 结 合
图 ３ 过热器管爆口处显微组织形貌
T９１ 钢 中 析 出 相 的 形 成 特 点 可 知, 该 析 出 相 为
Fi g 敭３ Microstructuremor p holo gy of
M ２３C ６ 型碳化物.
burstmouthofsu p erheatertube
过热器管爆口处及爆口背侧内外表面均存在
１．５ 扫描电镜及能谱分析
氧化层, 以爆口处内壁氧化皮为例进行 SEM 观察
使用 TescanVEGA３LMU 型 扫 描 电 子 显 微
分析.由图 ７ 可 见, 氧 化 皮 分 为 内、 外 两 层, 外 层
镜( SEM ) 对过热器管的爆口处进 行 观 察.由 图 ５
氧化皮较 为 疏 松, 靠 近 基 体 的 内 层 氧 化 皮 更 加 致
可知, 过热器管组织老化主要表现为: 马氏体板条
的浮凸形 貌 基 本 消 失, 转 化 为 呈 多 边 体 状 的 等 轴 密.富铬的 内 氧 化 层 为 保 护 性 氧 化 膜, 使 基 体 材
铁素体; 碳化物含量增高, 且在铁素体晶内和晶界 料具有较 好 的 抗 高 温 氧 化 能 力, 而 外 氧 化 层 的 抗
上偏聚长 大 呈 珠 状 分 布.此 外, 部 分 区 域 还 可 观 氧化能力较差 [ ５ ] .当过热器管在高温下服役生成
察到蠕变 裂 纹, 裂 纹 多 萌 生 于 晶 粒 交 界 和 粗 大 析 的氧化皮 达 到 一 定 厚 度, 温 度 波 动 或 应 力 变 化 就
出相形成处. 会使其发生脱落.
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