Page 46 - 理化检验-物理分册2023年第三期
P. 46

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202303012

                                 高压主汽阀双头螺柱断裂原因




                                                         石顺梅

                                           ( 广西桂能科技发展有限公司, 南宁 530007 )
                    摘 要: 某火电机组高压主汽阀双头螺柱在检修时发生断裂。采用宏观观察、 化学成分分析、 扫
                 描电镜分析、 金相检验和力学性能测试等方法对螺柱的断裂原因进行了分析。结果表明: 该螺柱的
                 晶粒粗大, 冲击韧度低, 服役时间较长, 产生了黑色网状奥氏体晶界异常组织, 导致材料脆化, 缺口
                 敏感性和脆化倾向增大, 在检修期间受拆卸冲击力的作用, 螺柱发生了脆性断裂。

                    关键词: 高压主汽阀双头螺柱; 20Cr1Mo1VTiB钢; 晶粒; 冲击性能; 脆性断裂

                    中图分类号: TB31   文献标志码: B   文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 03-0034-04

                  Fracturereasonsofdoubleheadstudofhi g hp ressuremainsteamvalve

                                                       SHI Shunmei

                                   ( Guan g xiGuinen gTechnolo gyCo. , Ltd. , Nannin g 530007 , China )


                     Abstract : Thedoubleheadstudofhi g hp ressuremainsteamvalveofathermal p owerunitfractureddurin g

                 maintenance.Thefracturereasonsofthestud wereanal y zedb y meansofmacrosco p icobservation , chemical

                com p ositionanal y sis , scannin gelectronmicrosco p eanal y sis , metallo g ra p hicexaminationandmechanical p ro p ert y

                test.Theresultsshowthatthe g rainofthestudwascoarse , theim p acttou g hnesswaslow , theservicetimewas

                lon g , andtheabnormalstructureoftheblack meshausteniteg rainboundar ywasp roduced , whichledtothe

                embrittlementofthematerial , thenotchsensitivit yandtheembrittlementtendenc ywereincreased.Durin gthe

                overhaul , thestudwasbrittlefractureduetotheim p actforceofdisassembl y .


                     Ke y words : doubleheadstudofhi g hp ressure mainsteam valve ; 20Cr1Mo1VTiBsteel ; g rain ; im p act

                p ro p ert y ; brittlefracture
              某火电厂2号机组检修期间, 在拆卸过程中发现                          3mm×410mm , 材料为 20Cr1Mo1VTiB 钢, 服役


            A 侧高压主汽阀双头螺柱发生断裂。该机组汽轮机                            温度为540℃ , 服役时长约为15a , 机组运行期间未


            为亚临界、 中间再热、 双缸双排汽、 单轴凝汽式汽轮                         发现超温现象。根据相关文献可知                [ 1-4 ] , 紧固件失效

            机, 额定功率为300MW , 最大功率为333.904MW 。                   的主要类型有脆性断裂、 疲劳失效、 过载失效等, 导
                 高压主汽阀双头螺柱是没有头部、 两端均带外                         致断裂的原因有材料热加工或热处理工艺控制不
            螺纹的一类紧固件, 一端旋入主汽阀阀体, 另一端穿                          当、 材料冶金工艺不当, 以及设备运行等方面的问
            过阀盖后用螺母锁紧, 使主汽阀和阀盖实现紧密连
                                                               题。笔者对断裂螺柱 A1 、 同一主汽阀上的螺柱 A2
            接, 从而保证主汽阀的气密性。高压主汽阀双头螺                            和另一侧( B侧) 主汽阀上的螺柱 B1进行了一系列
            柱工作时处在高温、 高应力等工况较为复杂的环境,                           理化检验, 确定了螺柱断裂的主要原因, 并提出了相
            在汽轮机的能量传导中起到重要作用, 与机组的稳                            关建议, 以避免该类问题再次发生。
            定运行和生产安全密切相关, 因此, 分析螺柱的断裂
                                                              1 理化检验
            原因, 并制定适当的整改和预防措施是十分必要的。

                                                              1.1 宏观观察
            该断裂螺柱规格( 直径×螺距×长度) 为72mm×
                                                                   断裂螺柱 A1的宏观形貌如图 1 所示, 可知断
                收稿日期: 2022-04-16
                作者简介: 石顺梅( 1982- ), 女, 本科, 高级工程师, 主要从事金        裂位置为螺纹和光杆连接的变截面处, 以及螺柱与
                                                               阀体配合部分的第一螺纹处。
            属材料检验检测及失效分析工作, 16198361@ qq .com
             3 4
   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51