Page 54 - 理化检验-物理分册2022年第九期
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胡 曼, 等: 20G 钢锅炉烟道管开裂原因
在断水时, 管道无法及时冷却而存在高温环境, 导致 而降低了钢的塑性和韧性; 同时过热还造成了 Cu
该位置严重过热, 产生了魏氏组织。当钢中含碳量 元素在 晶 界 富 集, 使 晶 界 氧 化, 最 终 使 管 道 发 生
约为 0.2% ( 质 量 分 数, 下 同) 时, 会 有 魏 氏 组 织 产 开裂。
生, 而该开裂锅炉烟道管的含碳量为 0.19% , 易产 建议: 加强对水处理和水质监测的管理, 增加除
生魏氏组织 [ 3 ] 。魏氏组织是一种过热缺陷, 其会降 氧和除铁设备, 避免因长时间水垢累积而造成的锅
低钢的塑性和韧性, 提高钢的脆性转变温度 [ 4-5 ] , 导 炉管堵塞断水; 充分利用好停炉检修阶段, 请专业人
致管道发生开裂。 员对锅炉管进行除垢清灰、 维修保养; 加强监督, 在
裂纹周围及靠近裂纹位置均存在浮凸的棕黄色 大修、 中修、 小修、 停炉检修中, 除了对常规项目进行
元素富集相, 这种富集相具有沿奥氏体晶界分布的 检查, 还需要对锅炉管道进行无损检测, 观察其有无
特征, 富集相内含有 75%~85% 的 Cu 元素。该开 堵塞情况, 及时记录并处理。
裂锅炉烟道管的化学 成 分 符 合 GB / T5310 — 2017
参考文献:
的要求, 因此 Cu 元素的富集应该发生在该开裂锅
炉烟道管的使用过程中, 因过热造成了 Cu 元素富 [ 1 ] 秦建平, 朱艳春, 楚志兵 . 热轧无缝钢管短流程生产工
集。加热氧化对 Cu 元素的富集分布影响较大, 加 艺研究[ J ] . 钢管, 2021 , 50 ( 3 ): 46-49.
热氧化越严重, Cu元素越容易向基体内部渗透并扩 [ 2 ] 卢书媛, 王卫忠, 俞璐, 等 . 锅炉过热器管爆裂 原 因 分
展 [ 6 ] , 形成沿晶界分布的 Cu 元素带, 晶界氧化严重 析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2016 , 52 ( 11 ): 807-810.
[ 3 ] 马向东, 贾益军, 李秀 坤, 等 .20G 钢 管 焊 接 接 头 断 裂
破坏了基体的连续性, 使其高温强度及韧性降低, 最
失效分析[ J ] . 焊接技术, 2020 , 49 ( 增刊): 185-187.
终导致管道开裂。
[ 4 ] 马庆谦, 游菊 . 锅炉水冷壁管爆管原因分 析[ J ] . 理 化
3 结语及建议 检验( 物理分册), 2004 , 40 ( 9 ): 465-468.
[ 5 ] 李智超, 赵立东, 鲍泽斌 .20 g 钢魏氏组织韧性及微观
造成 20G 钢锅炉烟道管开裂的主要原因是: 一 断口形貌研究[ J ] . 物理测试, 2003 , 21 ( 5 ): 7-10.
段时间的断水导致局部出现异常高温环境, 异常高 [ 6 ] 李长荣, 杨小平, 文辉 . 铜元素在钢表面氧化过程中富
温环境造成严重过热现象, 使材料产生魏氏组织, 从 集规律的研究[ J ] . 热加工工艺, 2010 , 39 ( 4 ): 8-11.
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为防止该类裂纹再次出 现, 采取 的对策为: ① 焊接及热处理工艺, 以得到合格的显微组织及适宜
保证其焊后热处理温度、 时间达到工艺要求, 使处理 的硬度, 并合理安排支吊架的状态, 减少应力集中,
后的焊缝得到回火马氏体或回火索氏体组织, 且硬 使焊接接头的受力不超过其许用应力。
度符合 DL / T869 — 2012 的要求; ② 焊接接头采用
参考文献:
氩弧焊打底时, 使内、 外焊缝表面均与母材圆 滑过
渡, 并避免折口超标等情况; ③ 将裂口所在管及附 [ 1 ] 钟培道 . 断裂失 效 分 析 ( 续)[ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分
近 2 根管上的固定管卡松开, 使其能在热态下随母 册), 2005 , 41 ( 10 ): 535-539.
管自由滑动; ④ 采取焊前预热等措施, 以减少在焊 [ 2 ] 王春贵 .SA213-T91 钢小径管焊缝焊后热处理有效性
接接头中自由扩散并局部聚集的氢原子或氢离子。 的试验研究[ J ] . 黑龙江电力, 2011 , 33 ( 4 ): 284-286.
[ 3 ] 郝军, 李钢, 程勇明 . 某火电厂主蒸汽管道取样管开裂
3 结论及建议 原因分析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2020 , 56 ( 5 ): 71-
73.
该压力取样管焊接接头的开裂符合冷裂纹( 延
[ 4 ] 陈祝年 . 焊接 工 程 师 手 册 [ M ] . 北 京: 机 械 工 业 出 版
迟裂纹) 特征, 其形成原因与焊接接头中存在未回火
社, 2002.
的马氏体、 管子膨胀受阻产生的附加应力等应力集 [ 5 ] 李鹏, 郭军, 徐德录 .T91 钢及其异种钢焊接接头裂纹
中有关。 敏感性分析[ J ] . 电力建设, 1999 , 20 ( 7 ): 19-22.
为避免类似开裂情况再次出现, 需执行正确的
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