Page 96 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

徐燕健，等：某亚临界锅炉过热器管腐蚀泄漏原因

爆管原因进行一系列理化检验分析，以避免该类事故 弯头焊缝约400 mm；爆口呈鼓包状，主裂纹沿管纵
再次发生。 向开裂，主裂纹附近存在大量纵向平行的树皮状小
裂纹；整个爆口可见明显胀粗和减薄现象，爆口截面
1 理化检验
方向最大外径为57.52 mm，最小壁厚为2.76 mm；将
1.1 宏观观察 管件沿纵向剖开，内表面可见明显的层状黑色氧化
对发生爆管的末级过热器进行宏观观察，结果 皮，氧化皮存在明显爆开和脱落现象，脱落的氧化皮
如图1所示。由图1可知：爆口位于直管段，距下端 呈黑色碎纸片状。

爆口

5 mm
(a) 爆管整体 (b) 爆口

向火侧

背火侧

(c) 剖面 (d) 内表面
图 1 末级过热器爆管的宏观形貌
1.2 力学性能测试 2018 《金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分：试验方
分别在爆管向火面和背火面上取样，对试样进 法》，采用布氏硬度计进行布氏硬度试验，试验载
行室温力学性能测试。根据GB/T 228.1—2010 《金 荷为1 837.5 N，加载时间为15 s。爆管的力学性能
属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》制备宽 测试结果如表1所示。由表1可知：向火面和背火
度为10 mm的条状试样，采用拉伸试验机进行拉伸 面试样的抗拉强度、屈服强度和断面收缩率均满足
试验。根据GB/T 229—2007 《金属材料 夏比摆锤 ASME SA-210/SA-210M—2023 《无缝中碳钢锅炉
冲击试验方法》制备尺寸（长度×宽度×高度）为 及过热器管》的要求；向火面试样抗拉强度接近标准
3.3 mm×10 mm×55 mm的试样，采用冲击试验机 要求的下限，布氏硬度低于标准要求的下限；背火面
进行夏比V型缺口冲击试验。根据GB/T 231.1— 试样布氏硬度接近标准要求的下限。
表1 爆管力学性能测试结果

项目 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 断后伸长率/% 布氏硬度/HBW
向火面试样实测值 597 418 26.5 158，151，156
背火面试样实测值 664 481 24,5 212，204，203
标准值 ≥585 ≥415 ≥20 190~250
1.3 金相检验 见大量碳化物析出；爆口附近可见大量宏观裂纹和
在爆口处截取金相试样，利用光学显微镜观察 微观蠕变孔洞，表明材料出现严重的组织老化和蠕
试样，结果如图2所示。由图2可知：爆口向火面组 变损伤，老化级别为5级， 蠕变孔洞损伤为5级；爆口
织中含有铁素体和碳化物，为过热老化组织，马氏体 背火面组织为回火马氏体，晶界有明显的碳化物集
位向难以辨认，晶粒沿管道纵向拉长变形，晶界处可 聚，老化级别为3级， 蠕变孔洞损伤为2b级。
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