Page 72 - 理化检验-物理分册2024年第七期
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吕华亭，等：水冷壁管接头开裂原因
1 理化检验 沟槽；A区可见3处密集孔洞， 孔洞四周分布有放射
1.1 宏观观察 性沟槽，且孔洞周围管壁仍保留一定的厚度；B 区
有 3 处较分散孔洞，孔洞周围管壁明显减薄变形。
开裂水冷壁管的宏观形貌如图 1 所示。由图 1
可知：第 18，19 根水冷壁管之间有鳞片焊接相连， 根据孔洞分布情况及管壁状态可以推断，B区孔洞
表面存在一定程度的氧化现象，开裂位置为管道向 为 A 区破口后管壁外表面经高压水柱冲蚀减薄所
火面，鳍片及其两侧管外表面有明显冲蚀痕迹，鳍 致。管壁除冲蚀区域之外厚度较均匀，未见明显蠕
片及其焊缝上分布有数条长短不一的纵向和横向 胀变形或减薄缺陷。
图 1 开裂水冷壁管的宏观形貌
对A区内表面进行宏观观察，结果如图2所示。 SA-210的要求。
由图2可知：A区内表面可见3处密集孔洞，孔洞分 1.3 金相检验
布于水冷壁管对接环焊缝一侧熔合线附近，内表面 在A区孔洞附近垂直于壁厚方向截取试样,将
氧化较均匀，未见明显局部腐蚀痕迹，无异常减薄。 试样置于光学显微镜下观察，试样的抛光态微观形
貌如图3所示，可见裂纹走势较直且无分叉，裂纹起
始端位于管壁内表面，裂纹几乎贯穿截面厚度。A
区孔洞附近的显微组织形貌如图4所示。 由图4可知：
裂纹起始端两侧组织差异明显，裂纹位于焊缝与母
材的熔合线部位，裂纹开口较宽，中间有氧化物填充；
裂纹末端粗大，中间有氧化物，裂纹左侧为水冷壁管
母材，组织为铁素体+珠光体，裂纹右侧为焊缝，组
图 2 A 区内表面宏观形貌 织为铁素体+贝氏体+少量珠光体， 呈枝晶状分布。
1.2 化学成分分析 在水冷壁管远离焊缝处母材上取样，将试样置
依据ASME SA-210 Specification for Seamless 于光学显微镜下观察，结果如图5所示。由图5可知：
Medium-Carbon Steel Boiler and Superheater 试样的组织为铁素体+珠光体， 未见明显老化现象。
Tubes，利用手持式合金成分分析仪对开裂水冷壁管
试样进行化学成分分析，结果如表1所示。由表1可
知：开裂水冷壁管试样的化学成分基本符合ASME
表1 开裂水冷壁管试样的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
Mn Fe
实测值 0.62 99.3
标准值 0.29~1.06 余量
图 3 A 区孔洞附近的抛光态微观形貌
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