Page 71 - 理化检验-物理分册2022年第五期

杨军胜, 等: 12Cr1MoVG 钢屏式再热器爆管原因

形貌、 化学成分、 力学性能、 硬度等方面对爆管的根 行力学性能测试, 结果如表 2 所示。由表 2 可知: 直
本原因进行分析, 并提出了改进和预防措施。 管段试样的室温屈服强度、 抗拉强度、 断后伸长率远

高于 GB / T5310 — 2017 标准的下限值, 力学性能均
1 理化检验
满足标准 GB / T5310 — 2017 的要求, 可见直管段试
1.1 宏观观察 样的力学性能处于较好水平, 但是向火面的力学性
对爆口处进行观察, 其宏观形貌如图 1 所示。 能均低于背火面, 可见向火面的性能劣化较为严重。
由图 1 可知: 爆口位于弯头起弯处的向火面( 外弧 表 2 试样的力学性能测试结果

面), 沿管子纵向开裂, 裂纹总长度约为 48 mm , 裂 抗拉强度 / 屈服强度 / 断后伸长率 /
项目
纹深度贯穿整个壁厚。爆口边缘粗钝, 外壁呈灰黑 MPa MPa %
色, 表面存在结焦和较厚的氧化皮; 内壁存在结垢。 向火面 521 371 25.0
爆口边缘和尖端附近分布着大量微裂纹, 整个爆口 背火面 571 415 28.5
标准值 470~640 ≥255 ≥21
呈典型长时过热的特征。
1.4 硬度测试
分别在管样的直段、 弯头弯曲中心以及爆口处

截取全 壁 厚 环 状 试 样。按 照 GB / T4340.1 — 2009

《 金属材料 维氏硬度试验 第 1 部分: 试验方法》 分
别在试样向火面和背火面的位置进行硬度测试, 测
试结果如表 3 所示。由表 3 可知: 直管段试样的向

火面的硬度为 177 HV , 背火面的硬度为 185HV ,
均满足标准 GB / T5310 — 2017 的要求, 且向火面的

硬度略低于背火面, 这与直管段试样的力学性能测
试结果相对应; 管样弯头弯曲中心处向火面的硬度

为 171HV , 满 足 标 准 GB / T5310 — 2017 的 要 求,

背火面的硬度为 201 HV , 高于向火面硬度且超出

标准 GB / T5310 — 2017 的要求, 分析为弯曲变形强
化所致。弯管为冷弯成型, 成型后没有进行消应力
热处理, 运行中弯头向火面直接与烟气接触, 在弯头
内外产生温度差, 向火面温度高于背火面, 长时间运
图 1 爆口宏观形貌 行相当于对向火面进行了消应力回火, 宏观表现为
1.2 化学成分分析 向火面的硬度低于背火面的硬度。管样爆口处均位

取直管段试样进行化学成分分析, 分析结果如表 于弯头起弯处的向火面, 爆口附近硬度为 108 HV ,

对应背火面的硬度为 185 HV , 爆口附近硬度显著
1所示, 通过分析可知爆管试样化学成分符合 GB / T
5310 — 2017 《 高压锅炉用无缝钢管》 的技术要求。 低于背火面的硬度, 并且低于弯头弯曲中心处的向

表 1 爆管试样化学成分 % 火面硬度。
质量分数 表 3 维氏硬度测试结果 HV
项目
项目 测试值 平均值
C Si Mn Cr Mo V P S

测试值 0.10 0.233 0.558 1.00 0.247 0.1880.01350.0040 直段 向火面 177.2 , 173.6 , 179.4 176.73
背火面 183.0 , 189.6 , 184.6 , 180.4 , 189.0 185.32
0.08~0.17~0.40~0.90~0.25~0.15~ ≤ ≤
标准值 向火面 171.1 , 165.1 , 168.2 , 171.4 , 177.1 170.58
0.15 0.37 0.70 1.20 0.35 0.30 0.025 0.010 弯头 背火面 200.0 , 195.0 , 203.7 , 203.4 , 202.4 200.90
向火面 113.5 , 102.4 , 110.2 , 112.0 , 104.0 108.42
爆口处
1.3 力学性能测试 背火面 189.0 , 182.5 , 185.1 , 182.5 , 187.7 185.36
分别在直管段的向火面和背火面( 内弧面) 沿纵 标准值 135~195

向各 取 1 个 拉 伸 试 样。 按 照 GB / T 228.1 — 2010 1.5 金相检验

《 金属材料 拉伸试验 第 1 部分: 室温试验方法》 进 对管样的直段和弯头处沿横截面各截取 1 个全
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