Page 49 - 理化检验-物理分册2023年第二期

陈盛广, 等: 1000MW 机组高温再热器入口集箱刚性吊架断裂原因
源区未见机械损伤等缺陷; 整个断面上存在大量的
蠕变孔洞; 断面上未见条带等疲劳特征。
表3 基体试样的硬度检测结果
测点1 / 测点2 / 测点3 / 平均值 / 换算值 /
项目
HV HV HV HV HB
试样5 143 142 142 142 135
试样6 131 130 132 131 125
实测值
试样7 136 142 142 140 133
试样8 135 135 133 134 128
1级 121~174HB

标准值
2级 143~207HB
1.6 金相检验

在螺纹吊杆近断口径向及轴向分别截取试样9
及试样10 , 在远离断口位置轴向截取试样11 , 依据

GB / T10561 — 2005 《 钢中非金属夹杂物含量的测
定 标准评级图显微检验法》 进行非金属夹杂物检

测, 依据 GB / T6394 ——— 2017 《 金属平均晶粒度测

定方法》 进行晶粒度评级, 依据 GB / T13298 — 2015
《 金属显微组织检验方法》 进行金相检验。
试样的非金属夹杂物微观形貌如图4所示, 各
类非金属夹杂物含量均小于0.5级, 符合标准要求。
各试样的显微组织形貌如图5所示, 由图5可知: 试
样的晶粒度为 7~8 级, 显微组织为珠光体 + 铁素
体, 符合产品技术要求。
在螺纹吊杆断口附近垂直断面截取1个轴向金
相试样12 , 在光学显微镜下观察, 结果如图6所示。
由图6可知: 断面附近存在大量的蠕变孔洞, 部分已
于晶界处形成蠕变裂纹; 开裂源区及近断面螺纹根
部附近的显微组织均存在明显的晶粒拉长形变、 蠕
变裂纹及蠕变孔洞。
2 强度校核分析

刚性吊架的相关设计参数如表4所示, 5 刚性
#
吊架断裂的螺纹吊杆规格为 M48×3 , 材料为 F12

钢, 设计载荷为113890N , 设计工作温度为480℃ 。
表4 刚性吊架的相关设计参数
设计温度
螺纹吊 设计温 设计载 螺纹小径 /
编号 材料 许用应力 /
杆规格 度 / ℃ 荷 / N mm
MPa 图3 断面的SEM 形貌

#
5 M48×3 F12钢 480 113890 73.9 44.752
拉应力为72.4 MPa , 小于设计温度下的许用应力
根据设计要求, 轴向应力计算值为 73.9MPa , 在许用应力范围内。断面上存在大量的

σ= F /( πd ) ( 1 ) 蠕变孔洞, 螺纹吊杆可能存在工作温度偏高的问题,
2
式中: σ 为轴向拉应力; F 为刚性吊架设计载荷; d 因此在大包内螺纹吊杆靠近螺纹的光杆上安装了若
为螺纹根部小径。 干温度测点, 监测结果表明, 螺纹吊杆的实际最高工
强度校核计算结果表明: 吊杆螺纹根部的轴向 作温度为 535 ℃ 。由 ASME 《 锅炉及压力容器规

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