Page 92 - 理化检验-物理分册2021年第四期

李 根, 等: 余热锅炉高压过热器取样管开裂原因

管水平段和垂直段均有抱箍进行约束和固定, 使得
参考文献:
应力无法得到完全释放。同时, 由于对取样管保护
不当, 取样管外表面存在严重的氧化腐蚀现象。 [ 1 ] 李鹏刚, 王强 . 某超( 超) 临界锅炉温度套管失效原因
根据化学成分和硬度测试结果可知, 该取样管 分析[ J ] . 铸造技术, 2019 , 40 ( 11 ): 1211-1214.
存在产品质量问题。取样管磷元素含量高于标准要 [ 2 ] 朱海宝, 李戈, 王鲁, 等 . 汽轮机 EH 油 系 统 用 奥 氏 体
不锈钢弯管开裂的原因分析[ J ] . 热 加 工 工 艺, 2019 ,
求。磷元素含量的增加, 不仅会引发表面裂纹, 还会
显著降低弯管的塑形和韧性 [ 10 ] 。同时, 由于取样管 48 ( 12 ): 174-177.
[ 3 ] 张瑞锋, 刘霞 .304 不 锈 钢 弯 头 开 裂 失 效 分 析 [ J ] . 理
在冷弯加工时存在加工硬化, 使得弯头处硬度也高
化检验( 物理分册), 2019 , 55 ( 5 ): 351-355.
于标准要求, 增加了取样管的脆性。通过扫描电镜
[ 4 ] 马军涛, 卢杉 . 采煤机螺母开裂的失效分 析[ J ] . 金 属
和能谱分析可知, 断截面处晶粒呈冰糖块状, 断裂模
热处理, 2019 , 44 ( 10 ): 206-208.
式为典型的脆性沿晶断裂。同时, 在断截面晶界处 [ 5 ] 姜锡山, 赵晗 . 钢铁显微断口 速 查 手 册[ M ] . 北 京: 机
存在磷化物的聚集现象。 械工业出版社, 2010.
通过金相检验可知取样管显微组织正常, 为奥 [ 6 ] 赵延灵 . 余热锅炉不锈钢烟管开裂原因分析[ J ] . 理化

氏体组织。由于取样管长期在538℃ 工况条件下服 检验( 物理分册), 2020 , 56 ( 1 ): 34-37.

役, 在组织的自然老化过程中, 晶界附近第二相开始 [ 7 ] BANSOD A V , PATIL A P , MOON A P , etal.

Inter g ranularcorrosionbehavioroflow-nickeland304
发生偏聚。通过扫描电镜和能谱分析可知, 晶内铬、

型的 austeniticstainlesssteels [ J ] .Journalof Materials
镍、 碳、 磷等元素聚集在一起形成诸如 M 23 C 6
En g ineerin gand p erformance , 2016 , 25 ( 9 ): 3615-
碳化物和磷化物优先沿晶界析出, 使得组织中晶粒
3626.
间的结合力不断下降 [ 11-12 ] 。
[ 8 ] TATSUYAF , KENJIK , RIKA K , etal.Formation

3 结论及建议 ofinter g ranularM 23 C 6insensitizedt yp e-347stainless

steel [ J ] .TheIronandSteelInstituteofJa p an , 2014 ,
由于高压过热器取样管安装不当, 取样管弯头 54 ( 1 ): 148-152.

处受到斜向上拉应力。同时, 由于取样管原始质量 [ 9 ] 曹建春, 刘铖霖, 高鹏, 等 . 钢中元素偏聚的研 究 现 状
存在缺陷, 在高温高压工况下长期服役, 随着第二相 及其发展趋势[ J ] . 钢铁, 2019 , 54 ( 6 ): 11-19.
逐渐向晶间偏聚, 当晶界强度低于应力时, 晶界被拉 [ 10 ] 薄鑫涛 . 关于钢中 的 磷 [ J ] . 热 处 理, 2015 , 30 ( 5 ): 40-
裂从而形成裂纹。裂纹沿壁厚方向扩展, 最终导致 42.
[ 11 ] 李益民, 范长信, 杨百勋, 等 . 大型火电机组用 新 型 耐
取样管开裂失效。
热钢[ M ] . 北京: 中国电力出版社, 2013.
建议管件安装时应严格按照图纸要求进 行施
[ 12 ] 柴万里, 贺庆强, 王凤序, 等 . 沿 海 大 气 环 境 304 不 锈
工, 焊接时严禁强力对口而导致管件承受非设计用
钢法兰连接双头螺柱腐蚀开裂失效分析[ J ] . 金属热
力。安装完成后, 应对取样管进行密封保温处理, 以
处理, 2019 , 44 ( 11 ): 223-226.
防止管外壁被外界氧化腐蚀。

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