Page 64 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202311013

硫焚化炉手动高温阀断裂原因

王狄军, 韦妲吩, 陈永刚, 许周烽, 陈小涵, 刘家兴

( 浙江省冶金研究院有限公司, 杭州 310011 )
摘 要: 某厂硫焚化炉出口处的手动高温阀在使用一个月后发生断裂。采用宏观观察、 化学成
分分析、 金相检验、 扫描电镜及能谱分析、 有限元分析等方法分析了该高温阀断裂的原因。结果表
明: 该高温阀的阀轴中存在严重的非金属夹杂物和较多的碳化物, 使材料的耐腐蚀性能下降; 在焚
化炉实际运行过程中, 高温阀的工作应力已经超出材料的屈服强度和强度极限, 最终导致高温阀
断裂。

关键词: 手动高温阀; 腐蚀; 非金属夹杂物; 有限元分析

中图分类号: TG115.2 ; TB31 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 11-0048-05

Reasonsforthefractureofthemanualhi g h-tem p eraturevalveof

thesulfurincinerator

WANGDi j un , WEIDafen , CHENYon gg an g XUZhoufen g CHENXiaohan , LIUJiaxin g
,
,

( Zhe j ian gMetallur g icalResearchInstituteCo. , Ltd. , Han g zhou310011 , China )

Abstract : Themanualhi g h-tem p eraturevalveattheoutletofasulfurincineratorinacertainfactor y brokeafterone

monthofuse.Thecausesofthefractureofthehi g h-tem p eraturevalvewereanal y zedb ymacrosco p icobservation , chemical

com p ositionanal y sis , metallo g ra p hicexamination , scannin gelectronmicrosco pyandener gys p ectrumanal y sisandfinite

elementanal y sis.Theresultsshowthattherewereseriousnon-metallicinclusionsandalar g eamountofcarbidesinthe

valveshaftofthehi g h-tem p eraturevalve , whichreducedthecorrosionresistanceofthematerial.Intheactualo p eration

p rocessoftheincinerator , theworkin g stressofthehi g h-tem p eraturevalvehadexceededthe y ieldstren g thandstren g th

limitofthematerial , ultimatel y ledtothefractureofthehi g h-tem p eraturevalve.

Ke y words : manualhi g h-tem p eraturevalve ; corrosion ; nonmetallicinclusion ; finiteelementanal y sis
某厂硫焚化炉出口处的手动高温阀在使用一 题再次发生。
个月后发生断裂。该手动高温阀的材料为 310S 1 理化检验
( 0Cr25Ni20 ) 高铬镍奥氏体耐热不锈钢, 与体心立
方结构的铁素体和马氏体耐热钢相比, 310S不锈 1.1 宏观观察
钢具有优良的耐腐蚀性、 力学性能、 高温耐氧化 对断裂高温阀进行宏观观察, 结果如图1所示,
性、 抗蠕变性等 [ 1 ] 。该不锈钢主要应用于高温炉、 手动高温阀安装位置为硫焚化炉出口, 接触介质为
石油化工、 机械行业、 航空航天等领域, 一般使用 SO 2 烟气, 上侧温度约为1000~1050℃ , 下侧温度

温 度 在 1 050 ℃ 以 上,最 高 工 作 温 度 为 约为400℃ 。阀板发生严重变形, 阀轴与阀板的连接

[ 2 ] 。笔者采用一系列理化检验方法对该 方式为焊接, 阀板边缘近阀轴位置的变形程度最严
1200℃
高温阀的挡板、 阀座和断轴进行分析, 并结合有限 重; 阀轴弯曲, 表面呈灰黑色, 部分区域减薄严重。
元分析, 查明了高温阀断裂的原因, 以避免该类问 1.2 化学成分分析
在断裂高温阀的挡板处、 阀座处、 断轴处分别截
收稿日期: 2022-12-12
取试样, 采用原子放电发射光谱法对试样进行化学
作者简介: 王狄军( 1988- ), 男, 工程师, 主要从事金属材料理化
成分分析, 结果如表1所示, 3个试样的化学成分均
检验工作
符合标准要求。
通信作者: 韦妲吩, 174481645@ qq .com
4 8