Page 21 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

刘泰然, 等: 长期服役后末级再热器12Cr1MoVG 钢管的组织性能和剩余寿命评估

呈不连续链状、 条状分布, 说明珠光体中的碳化物已 明基体中的铬已向晶界大量转移形成碳化物; 部分
经向晶界大量转移, 珠光体球化基本完成; 其余管道 管道晶界析出相中含钼, 基体中钼含量较低, 说明基
的珠光体球化程度为3~4级, 仍可见保留原珠光体 体中的大部分钼都已转移到晶界, 由于钼含量较低,
特征的晶粒, 片状碳化物已经聚集长大呈现短条状、 部分晶界析出相中未能检测到钼, 说明钼元素已产
点状特征, 导致珠光体层片状特征消失, 晶界析出较 生了显著的再分配; 晶界碳化物含有较多锰, 说明锰
多碳化物。 SEM 分析结果表明, 各管道晶界均有碳 元素也从基体向晶界处转移; 钒含量在晶界和晶内
化物析出, 未见蠕变孔洞, 无需进行蠕变评级, 因此 均较为稳定, 晶界处检测出的钒是热处理过程中析
管道不会形成蠕变破坏, 能够继续安全运行。 出的。基体中的钼、 铬、 锰都是可提高材料热强性的
由表5可知: 晶界析出相中均含有铬, 其质量分 合金元素, 大量的合金元素从基体向晶界碳化物中
数最高达到14.73% , 而基体内的铬含量均较低, 说 的再分配, 致使材料的热强性显著下降 [ 7 ] 。
表5 再热器各管道晶界析出相和基体的 EDS分析结果

Tab 5 EDSanal y sisresultsof g rainboundar yp reci p itated p haseandmatrixofreheater p i p es
质量分数 / %
试样编号 检测位置
C V Cr Mn Mo Fe
晶界 13.32 0.52 8.48 2.65 0.50 73.65
向火侧
晶内 5.15 0.24 0.78 0.43 - 93.08
B39
晶界 9.45 0.25 0.85 0.60 8.70 78.78
背火侧
晶内 4.55 0.33 0.84 - - 94.08
晶界 15.01 0.46 4.56 1.85 - 78.11
向火侧
晶内 4.96 0.25 1.03 0.78 - 92.66
A22
晶界 9.31 0.25 5.7 3.28 3.35 78.11
背火侧
晶内 4.91 0.25 1.01 0.56 - 93.07
晶界 11.06 0.76 8.75 2.08 - 77.34
向火侧
晶内 5.57 0.97 0.48 - - 92.73
A39
晶界 11.30 0.52 14.73 6.24 6.48 58.92
背火侧
晶内 4.99 1.17 - - - 94.36
晶界 5.04 0.71 8.66 2.94 0.72 81.93
向火侧
晶内 3.95 0.21 0.70 0.38 - 94.50
A55
晶界 10.99 0.85 13.90 7.92 7.43 58.92
背火侧
晶内 3.72 0.23 0.98 0.52 - 94.36
2.6 剩余寿命评估 表6 再热器管道的剩余使用寿命

为分析材料的剩余使用寿命, 采用参数外推法 Tab 6 Remainin g servicelifeofreheater p i p es
进行评估。当已知管壁的运行当量温度、 应力, 即可 试样编号 剩余寿命 / h
通过公式( 3 ) 估算管道的剩余使用寿命( 即断裂时
B39 108380
间)。对于12Cr1MoV 钢的 L-M 参数由公式( 3 ) 表
A22 106024
示, P ( σ ) 由 P ( σ ) - σ 曲线确定, P ( σ ) - σ 曲线通过查
A39 109000

阅 DL / T 654-2009 《 火电机组寿命评估技术导则》
A55 102682
得到。

= ) ( 3 )
3 结论
P ( σ ) T ( 22+ l g t r
为断裂时间, h 。
式中: t r

管壁运行当量温度由公式( 3 ) 计算得出, 结果如 ( 1 )再热器管道的化学成分均符合技术要求,
表6所示。由表6可知, 再热器管道的剩余使用寿命 力学性能均满足国家标准要求, 强度校核合格, 管道

均超过100000h , 材料整体处于较为安全的状态。 处于应力安全状态。 ( 下转第74页)
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