Page 69 - 理化检验-物理分册2024年第九期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230304

锅炉换热管开裂原因

陈以荟，王世茹
（广西盛隆冶金有限公司，防城港 538000）

摘 要：某锅炉换热管在装配过程中出现裂纹，裂纹位于管板焊接接头的焊缝位置。采用宏观观
察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜分析等方法对该换热管开裂的原因进行分析。结
果表明：换热管焊缝中存在未焊透、未熔合、裂纹等焊接缺陷，焊缝热影响区出现淬硬的马氏体，随
着装配应力的不断增大，最终换热管发生开裂现象。
关键词： 换热管；开裂；焊接缺陷；马氏体；热影响区
中图分类号：TB31；TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)09-0053-03
Reasons for cracking of boiler heat exchange tubes

CHEN Yihui, WANG Shiru

( Guangxi Shenglong Metallurgical Co., Ltd., Fangchenggang 538000, China )

Abstract: Cracks appeared in a certain boiler heat exchange tube during assembly, located at the weld joint position
of the tube plate welding joint. The reasons for the cracking of the heat exchange tube were analyzed by macroscopic
observation, chemical composition analysis, metallographic examination, hardness testing, scanning electron microscopy
analysis. The results show that there were welding defects such as incomplete penetration, incomplete fusion, and cracks
in the weld seam of the heat exchange tube. The heat affected zone of the weld seam showed hardened martensite, which
eventually led to cracking of the heat exchange tube with increasing assembly stress.
Keywords: heat exchange tube; crack; welding defect; martensite; heat affected zone

某单位在对锅炉换热管进行装配过程中，发现前
水冷管组上部靠近弯管区域的管子和扁钢角焊缝处发
生开裂现象。现场取回1件缺陷样管，换热管的材料
为SA-210M GrC钢。笔者采用一系列理化检验方法分
析了该换热管开裂的原因，以避免该类问题再次发生。

1 理化检验
1.1 宏观观察
开裂换热管的宏观形貌如图1所示。由图1可 图 1 开裂换热管的宏观形貌
知：裂纹位于管板焊接接头的焊缝位置，裂纹长度为 1.2 化学成分分析
28 mm。 在开裂换热管上取样，对试样进行化学成分分
沿垂直裂纹将两侧切开，对断口进行宏观观察， 析，结果如表1所示。由表1可知：开裂换热管的化
结果如图2所示。由图2可知：裂纹已沿钢管厚度贯 学成分符合ASME SA-210M—2019 《锅炉和过热
穿，对断口进行清洗后，发现断裂面呈放射状，放射 器用无缝中碳钢管》的要求。
线逆指向于角焊缝根部，裂纹起源于焊缝位置。 1.3 金相检验

采用体视显微镜对焊接接头的低倍组织进行观
收稿日期：2023-11-06
察，结果如图3所示。由图3可知： 两侧角焊缝根部均
作者简介：陈以荟（1998-） ，女，助理工程师，主要从事钢铁材
料失效分析工作，2574978887@qq.com 存在未焊透现象，2号焊缝根部未焊透现象尤为明显。
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