Page 100 - 理化检验-物理分册2025年第四期

张 路，等：15CrMoG钢水冷壁爆管原因

图 3 爆口处水冷壁管的显微组织形貌

图 4 爆口处水冷壁管的微观形貌
为楔形，从外壁向内壁扩展，裂纹区域内存在氧化腐 1.5 扫描电镜 （SEM）及能谱分析
蚀产物，裂纹端部呈圆钝状，裂纹扩展形式为穿晶扩 利用扫描电镜和能谱仪对水冷壁管向火侧外
展，呈开裂→钝化→开裂特征 [6-8] ；向火侧内壁也存 壁的垢样进行分析，结果如图 5 所示。由图 5 可
在横向裂纹，其形态与外壁裂纹类似，但数量和长度 知：该垢样主要为烟灰成分，且含有较高浓度的 S
少于外壁裂纹；背火侧内外壁均未发现裂纹。 元素。

图 5 水冷壁管向火侧外壁垢样的 SEM 形貌及能谱分析结果
利用扫描电镜和能谱仪对水冷壁管裂纹处进行 管子背火侧仍保持原珠光体区域特征，碳化物无明
能谱分析，结果如图6所示。由图6可知：该区域内 显扩散特征。同一管排向火侧、背火侧的组织存在
存在S、Na、Ca等元素。 差异，表明运行过程中，向火侧金属壁温度较高，这
在一定程度上加速了材料老化。向火侧硬度满足标
2 综合分析
准要求，表明材料尚未发生严重的组织劣化、性能降
由上述理化检验结果可知：开裂水冷壁管的力 低，故可排除因超温运行引起爆管的可能。
学性能满足相关标准要求；爆口处管子向火侧组织 爆口处管上的裂纹为横向平行裂纹，呈楔形，管
为铁素体+贝氏体，珠光体部分已经分散，但仍保 内外壁均有大量裂纹，裂纹均呈穿晶形态扩展；裂
持原区域形态，球化级别为2~2.5 级，管材硬度为 纹扩展具有明显的方向性，一般与管壁周向应力垂
149 HBW，说明材料处于老化的初期阶段；爆口处 直；外壁裂纹充满腐蚀性产物，主要含有S元素；内

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