Page 51 - 理化检验-物理分册2023年第二期
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陈盛广, 等: 1000MW 机组高温再热器入口集箱刚性吊架断裂原因
能、 非金属夹杂物含量、 晶粒度及显微组织均符合相
关规定; 断面源区未见机械损伤等缺陷; 在高温及大
拉力作用下, 在牙根截面产生蠕变孔洞, 随着蠕变孔
洞的长大与聚集, 最终形成蠕变裂纹。
( 2 )螺纹吊杆实测温度大幅超过了原设计温
度, 因牙根表面应力超过其屈服强度, 产生蠕变裂
纹, 裂纹逐渐向中部扩展直至断裂。
图7 螺纹根部应力分布 ( 3 )建议根据实测温度, 对炉顶各集箱支吊架
宏观观察结果表明: 螺纹吊杆断裂于光杆附近 进行强度校核计算, 将超标的部件材料等级提升或
的牙根部位, 试样断面起伏较大, 较为粗糙; 断口裂 规格增大; 改善燃烧方式, 避免结焦; 按照相关规程
纹源位于螺纹根部表面, 终断区位于断口源区对侧。 要求, 定期对集箱支吊架进行检验与优化调整, 使支
断面附近存在明显的颈缩, 最大颈缩量为 11% , 说 吊架正常承载。
明存在超载现象。断面附近均存在蠕变孔洞; 断面 参考文献:
上未见弧线或条带等疲劳特征。在运行过程中, 螺
纹吊杆在高应力和高温作用下, 螺纹根部应力超标, [ 1 ] 王海帅, 张鹏, 胡锋. 某恒力吊架弹簧连杆断裂原因分
形成蠕变孔洞, 孔洞聚集、 长大直至产生裂纹, 甚至 析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2020 , 56 ( 4 ): 46-48 , 64.
发生断裂。此外, 现场检查发现, 集箱支吊架存在受 [ 2 ] 王昊, 宋利, 袁宝子, 等. 某电厂三通焊接接头开裂原
力不均现象, 部分支吊架超载。 因分析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2019 , 55 ( 7 ): 501-
强度校核计算结果表明, 螺纹吊杆牙根轴向拉 505.
应力计算结果为72.4MPa , 大于实测最高工作温度 [ 3 ] 陈盛广, 王军民, 邓玲惠, 等. 高温再热蒸汽管道异常
时的许用应力40.1MPa ; 有限元计算结果表明, 螺 位移产生原因及防治研究与应用 [ J ] . 热力 发 电,
纹吊杆最大应力位于牙根表面, 且超过了其屈服强 2022 , 51 ( 5 ): 169-174.
[ 4 ] 刘佳伟, 尤莎, 李永学, 等.12Cr1MoV 高温集箱接管
度, 计算结果与颈缩现象及断口金相检验结果一致,
因此裂纹起源于牙根表面并向中部扩展。 座角焊缝裂纹原因分析及处理建议[ J ] . 焊接技术,
综上所述, 在高温和高应力作用下, 螺纹吊杆应 2021 , 50 ( 2 ): 68-70.
力集中部位的螺纹牙根表面产生蠕变裂纹, 并向中 [ 5 ] 纳日苏. 某电厂低温再热器出口集箱焊缝裂纹原因分
析及焊接修复[ J ] . 焊接技术, 2020 , 49 ( 12 ): 72-74.
部扩展直至断裂。
[ 6 ] 刘胜明.600MW 超临界机组锅炉高温再热器出口管
4 结论 道恒力支吊架吊杆断裂失效分析 [ J ] . 发电 设 备,
( 1 )螺纹吊杆的化学成分、 硬度、 室温拉伸性 2016 , 30 ( 5 ): 333-337.
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