Page 84 - 理化检验-物理分册2024年第六期
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付洋洋：过热器管道爆裂原因
图 1 爆裂管道宏观形貌
图 2 管道爆口剖面宏观形貌
1.2 化学成分分析 12Cr2MoWVTiB钢的要求。
采用直读光谱仪对管道进行化学成分分析，结 1.3 X射线衍射分析
果如表1 所示。由表1可知：管道材料元素含量均 从管道外壁刮下表皮剥落层，将剥落层磨碎后置
符合GB/T 5310—2017《高压锅炉用无缝钢管》对 于X射线衍射仪下进行物相分析，结果如图3所示。
表1 管道材料的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Mo V Ti B W
实测值 0.12 0.50 0.52 0.008 0.002 1.66 0.52 0.32 0.12 0.002 0.38
标准值 0.08~0.15 0.45~0.75 0.45~0.65 ≤0.025 ≤0.015 1.60~2.10 0.50~0.65 0.28~0.42 0.08~0.18 0.002~0.008 0.30~0.55
可知：断口处氧化腐蚀严重，无法观察原始断口的形
貌，能谱分析结果显示断口处含有磷、氯等腐蚀性
元素。
在断口剖面截取并制备金相试样，将试样镶嵌、
磨抛并置于扫描电子显微镜下观察，结果如图5所
示。由图5可知：剖面处外壁有氧化腐蚀产物，其他
区域外壁覆盖了厚重的氧化腐蚀产物，经能谱分析
可检测到较高含量的硫元素，以及磷等腐蚀性元素，
能谱分析结果如图6~7所示。
图 3 XRD 分析结果 1.5 金相检验
由图3可知：管道外壁异物的主要成分为Fe 2 O 3 ，说明 将剖面金相试样腐蚀后置于光学显微镜下观
管道外壁在高温烟气的作用下发生了氧化腐蚀，形成 察，结果如图8所示。由图8可知：试样材料显微组
的氧化物剥落，导致管壁发生减薄现象。 织为铁素体+珠光体。
1.4 扫描电镜(SEM)和能谱分析
在断口上截取试样，将试样清洗后置于扫描电 2 综合分析
子显微镜下观察，并对异物进行能谱分析，断口处 送检管道的化学成分符合标准要求。管道爆裂
SEM形貌及异物能谱分析结果如图4所示。由图4 处断口向两侧张开，存在明显塑性变形，管道外壁
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