Page 78 - 理化检验-物理分册2024年第三期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202403017

电厂汽轮机主汽门螺栓断裂原因

杨东旭 ,崔倩倩 ,尹志轶 ,孙振西 ,李 敞 ,许子豪 4
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( 1. 山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司,济南 250002 ; 2. 山东省产品质量检验研究院,济南 250102 ;

3. 华能威海发电有限责任公司,威海 264200 ; 4. 山东省安泰化工压力容器检验中心有限公司,济南 250000 )
摘 要: 某电厂主汽门用 GH6783 合金紧固螺栓在回装热紧过程中发生断裂。采用宏观观察、
化学成分分析、 扫描电镜及能谱分析、 金相检验、 力学性能测试等方法对螺栓断裂的原因进行分析。
结果表明: 螺栓由中心孔内表面向外扩展断裂, 呈晶界氧化脆性断裂特征; 时效处理不当使晶界
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处未生成网状较窄且连续的 -NiAl相, 导致晶界的抗氧化性较差; 在螺栓紧固过程中, 外加应力高
β
于晶界强度, 最终导致螺栓断裂。

关键词: GH6783 合金螺栓;晶界氧化脆性断裂; 时效;显微组织;合金贫化区
β

中图分类号: TB31 ; TK264.9 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2024 ) 03-0066-05

Reasonsforboltbreaka g eofthemainsteamvalveof p ower p lantsteamturbine

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YANGDon g xu , CUIQ ian q ian , YINZhi y i , SUNZhenxi , LIChan g XUZihao 4

( 1.Shandon gElectricPowerIndustr yBoilerandPressureVesselIns p ectionCenterCo. , Ltd. , Ji ’ nan250002 , China ;

2.Shandon g I nstituteforPorductQualit y Ins p ection , Ji ’ nan250102 , China ;

3.Shandon gHuanen g WeihaiPowerGenerationPlant , Weihai264200 , China ;

4.Shandon gAntaiChemicalPressurVesselIns p ectionCenterCo. , Ltd. , Ji ’ nan250000 , China )

Abstract : Thefastenin gboltofGH6783allo y forthemainsteamvalveofacertainp ower p lantbrokedurin g

thereinstallationandhotti g htenin gp rocess.Thecausesofboltfracture wereanal y zedusin g methodssuchas

macrosco p icobservation , chemicalcom p osition anal y sis , scannin g electron microsco py and ener gy s p ectrum

anal y sis , metallo g ra p hicexaminationand mechanicalp ro p ert ytestin g .Theresultsshowthattheboltextended

outwardfromtheinnersurfaceofthecentralhole , showin gthecharacteristicsofg rainboundar yoxidationbrittle

fracture.Im p ro p er β -a g i n gtreatmentresultedintheabsenceofanarrow andcontinuousnetworkattheg rain

boundaries β -NiAl p hase , ledtop ooroxidationresistanceofg rainboundaries.Durin gtheboltti g htenin gp rocess ,

thea pp liedstresswashi g herthantheg rainboundar y stren g th , ultimatel y ledtoboltfracture.

Ke y words : GH6783allo ybolt ; g rainboundar yoxidationbrittlenessfracture ; -a g in g ; microstructure ; all o y
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de p letionzone
20 世纪 90 年 代 末, 研 究 人 员 开 发 了 一 种 用 料制造 而 成 [ 2 ] 。 GH6783 合 金 中 的 铝 元 素 质 量
于航 空 发 动 机 的 新 型 抗 氧 化 低 膨 胀 高 温 合 金 分 数 为 5% ~6% , 铝 元 素 促 进 了 合 金 中 -NiAl
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Inconelallo y 783 , 即 GH6783 合 金 [ 1 ] 。 超 超 临 界 相沿晶界析出, 提高 了 材 料 的 应 力 加 速 晶 界 氧 化
汽轮机 组 的 高 温 螺 栓 大 部 分 由 GH6783 合 金 材 ( SAGBO ) 抗 力, 延 长 了 材 料 的 持 久 寿 命 [ 3 ] 。 同
时, 材料中有序分布 的 γ' 相 使 γ 基 体 合 金 具 有 较
高的强度 [ 4 ] 。
收稿日期: 2023-05-08
基金项目: 山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司科研 某电厂汽轮机中压主汽门螺栓材料为 GH6783
项目( GJYF22-04 ) 合金, 在进行机组检修时, 螺栓在回装热紧过程中发
作者简介: 杨东旭( 1990- ), 男, 工程师, 主要从事电力设备材料
生断裂。笔者采用一系列理化检验方法分析了螺栓
检测及失效分析工作
断裂的原因, 以避免该类问题再次发生。

通信作者: 孙振西, szx6678@126.com
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