Page 80 - 理化检验-物理分册2021年第二期
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韩志远: 某热电厂 600MW 锅炉水冷壁管开裂原因


            1.3  金相检验                                          符合 GB / T5310-2017 对 20G 钢的成分要求。结

                 在开裂管子裂口附近割取两段水冷壁管制成 2                         合失效管材解剖结果, 分析认为水冷壁放水管在水
            个金相试样, 对其进行金相检验, 如图 4 所示。可见                        压试验时失效开裂泄漏原因为原始管材坯料边角部
            其显微组织为铁素体 + 珠光体, 未发现球化, 未见异                        位存在夹渣缺陷, 在管子拔制时夹渣遗留在母材内

            常显微组织, 符合 GB / T5310-2017 的技术要求。                   部, 造成母材不连续缺陷, 在水压试验升压时导致水
                                                               冷 壁 管 失 效 开 裂   [ 6-8 ] 。 该 批 管 子 装 配 前 未 进 行
                                                              100% 探伤检查, 因此管子存在的原始缺陷未被发
                                                               现, 最终导致管子使用时失效开裂               [ 9 ] 。此外通过检
                                                               验与开裂管同批次管材, 均未发现水冷壁管存在超
                                                               标缺陷。此次更换的所有管子是同一批次管材但发
                                                               生开裂的管子仅有 1 根, 比例约为 1% , 检验结果符
                                                               合标准要求, 可以确认该开裂管为个别现象, 具有一

                                                               定的偶然性。
                                                              3  结论及建议


                                                                   由于水冷壁管子存在原始缺陷, 锅炉进行水压
                                                               试验升压过程中在内压力作用下, 水冷壁管的裂纹
                                                               扩展最终导致水冷壁管开裂。
                                                                   建议新购买的锅炉管材尽量进行 100% 超声波
                                                               探伤、 涡流探伤、 磁粉探伤等检验, 避免类似事故的
                                                               再次发生。
                         图 4  开裂管子显微组织形貌
                                                               参考文献:

                 Fi g  4 Microstructuremor p holo gy ofthecrackedtube

                   a  atlowma g nification b  athi g hma g nification
                                                                [ 1 ]   葛红花, 廖强强, 张大全 . 火力发电工程材料失效与控
            1.4  力学性能试验                                             制[ M ] . 北京: 化学工业出版社, 2017.
                 为检验开裂水冷壁管是否存在其他问题, 割取                          [ 2 ]   卢如意 . 电站锅炉 水 冷 壁 管 的 疲 劳 失 效 分 析 [ D ] . 西
            管样进行拉伸试验和硬度测试, 结果表 3 , 可见其满                             安: 西安工业大学, 2018.

            足 GB / T5310-2017 的技术要求。此外割取管样                      [ 3 ]   任凯 . 电厂水冷壁管爆裂失效分析[ J ] . 理化检验( 物
            进行压扁试验, 结果未发现裂纹及其他缺陷。                                   理分册), 2019 , 54 ( 9 ): 689-691.
                                                                [ 4 ]   宋琳生 . 电厂金属 材 料 [ M ] .4 版 . 北 京: 中 国 电 力 出
                        表 3  水冷壁管力学性能试验结果

              Tab 3 Mechanical p ro p ertiestestresultsofthewaterwalltube  版社, 2013.
                                                                [ 5 ]   夏晓健, 蔡建宾, 叶英浩, 等 . 不锈钢可调连杆 断 裂 失
                  抗拉强度 /    屈服强度 /     断后      断面    硬度 /
             项目                                                     效分析[ J ] . 腐蚀与防护, 2019 , 40 ( 6 ): 53-56.
                    MPa       MPa    伸长率 / % 收缩率 / %  HB
                                                                [ 6 ]   李群业, 何跃超 . 海上平台原油换热器管束频繁渗漏
            测试值 462.5 , 470.4 319.4 , 321.2  26 , 27  66.7 , 67.1 138 , 136
                                                                    失效分析[ J ] . 材料保护, 2019 , 52 ( 8 ): 171-177.
            标准值 410~550      ≥245      ≥22     -    120~160
                                                                [ 7 ]   马晓艺, 刘高飞, 陈 文 强 . 火 电 厂 水 冷 壁 管 失 效 分 析
                                                                    [ J ] . 热加工工艺, 2014 , 43 ( 20 ): 223-226.
            2  分析与讨论
                                                                [ 8 ]   王兆民, 程义 . 某电厂水冷壁管断裂失效 分 析[ J ] . 理
                 失效水冷壁放水管的金相检验结果表明其显微                               化检验( 物理分册), 2017 , 53 ( 10 ): 757-760.
                                                                [ 9 ]   张玉家, 薛文远, 朱岳良 .600 MW 锅炉水冷壁管泄漏

            组织正常, 力学性能试验结果均符合 GB / T5310-
            2017 的技术要求 。 失效水冷壁放水管的 化学成分                             失效原因初探[ J ] . 中国电力, 1998 ( 5 ): 3-6.







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