Page 99 - 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

主裂口

横向裂纹
(a) 爆口处 (b) 远离爆口处
图 1 爆口处和远离爆口处水冷壁管的宏观形貌
对爆口处和远离爆口处水冷壁管的剖面进行宏 符合GB/T 5310—2017 《高压锅炉用无缝钢管》对
观观察，结果如图2所示。由图2可知：两个管子的 15CrMoG钢的要求。
向火侧外壁均可见大量的横向微裂纹，裂纹由外壁 1.3 力学性能测试
向内壁直线扩展，裂纹长短不一，有较明显的热疲劳 在开裂水冷壁管的背火侧取样，依据GB/T 228—
裂纹特征；两个管子的背火侧未见明显裂纹。 2021《金属材料 室温拉伸试验方法》，利用电子拉伸
万能试验机对试样进行拉伸试验，采用弧形试样，
保留试样原始表面状态，拉伸试验结果如表2所示。
由表 2 可知：试样的抗拉强度、屈服强度和断后
伸长率均满足GB/T 5310—2017对15CrMoG钢的
要求。
在爆口处和远离爆口处的水冷壁管上取样，依
据GB/T 231.1—2018 《金属材料 布氏硬度试验 第1
部分：试验方法》，采用台式硬度计对试样进行硬度
测试，载荷为1 838.7 N，保持时间为10 s，硬度测试
图 2 爆口处和远离爆口处水冷壁管剖面的宏观形貌 结果如表3所示。由表3可知：爆口处和远离爆口处
1.2 化学成分分析 的水冷壁管硬度均满足DL/T 438—2016 《火力发
对开裂水冷壁管进行化学成分分析，结果如 电厂金属技术监督规程》的要求（118~180 HBW），

表 1 所示。由表1可知：开裂水冷壁管的化学成分 且向火侧和背火侧的硬度无显著差异。
表1 开裂水冷壁管的化学成分分析结果 %

质量分数
项目
C S P Mo Si Mn Cr
实测值 0.15 0.004 0.009 0.46 0.23 0.61 0.90
标准值 0.12~0.18 ≤0.015 ≤0.025 0.40~0.55 0.17~0.37 0.40~0.70 0.80~1.10
表2 开裂水冷壁管的拉伸试验结果 1.4 金相检验

项目 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 断后伸长率/% 依据DL/T 884—2019 《火电厂金相检验与评
实测值 470，460 300，305 27.5，29.5 定技术导则》对爆口处水冷壁管进行金相检验，结果
标准值 440~640 >295 >21 如图3所示。由图3可知： 向火侧组织为铁素体+贝
氏体，珠光体部分已经分散，但仍保持原区域形态，
表3 爆口处和远离爆口处水冷壁管的硬度测试结果 HBW
球化级别为2~2.5级；背火侧组织为铁素体+贝氏
测试部位 实测值 硬度平均值
体，珠光体形态完整，球化级别为1级。相对背火侧
爆口处管向火面 150，148，148 149
组织，向火侧组织的球化程度略高，表明向火侧金属
爆口处管背火面 154，152，152 153
壁温度较高，这在一定程度上加速了材料老化。
远离爆口处管向火面 144，144，144 144
爆口处水冷壁管的微观形貌如图4所示。由图4
远离爆口处管背火面 140，140，141 140 可知：向火侧外壁存在大量横向裂纹，多数裂纹形态
83