屏式过热器T23/12Cr1MoV异种钢接头失效分析

对某1 000 MW超超临界发电机组屏式过热器管屏进口段T23/12Cr1 MoV异种钢焊接接头的失效进行了试验分析.宏观与微观检查表明,裂纹沿管子焊缝周向分布,开裂起始于12Cr 1MoV管内壁粗晶粒热影响区,扩展至1/3厚度处进入焊缝,在焊缝中继续扩展至管子外壁.通过力学性能试验得出失效的主要原因是热影响区及焊缝的硬度高而塑韧性低,建议进行焊后热处理,以改善接头塑韧性和消除焊接残余应力.     

超超临界锅炉高温再热器T91/HR3C异种钢接头失效分析

在超超临界火电机组锅炉受热面管的高温段有许多异种钢接头,其焊接质量及性能直接影响机组的安全运行.对某3 033 t/h超超临界锅炉高温再热器T91/HR3C异种钢接头的失效试样进行了宏/微观分析.研究表明,失效部位在T91侧热影响区,裂纹沿管子周向分布,从外壁粗晶粒热影响区启裂,终止于细晶粒热影响区.焊后热处理不充分,T91侧热影响区组织不稳定和硬度高是异种钢接头失效的主要原因,建议再次进行焊后热处理以改善接头性能和消除焊接应力.此外,研究发现T91侧熔合线附近形成白亮的低硬度δ-铁素体,其对接头失效虽无直接影响,但对接头长期性能的影响需要进一步评估.     

HR3C/T91异种耐热钢焊接接头的力学性能及界面蠕变失效行为研究

针对新型奥氏体不锈钢HR3C与细晶粒强韧马氏体耐热钢T91异种钢焊接接头,采用手工氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久和常温力学性能试验研究HR3C与T91异种钢焊接接头的力学性能变化、高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征.研究结果表明,焊前预热448 K,焊后不进行热处理条件下,接头的力学性能优异.加速模拟运行3004 h后,接头的力学性能仍然良好.而加速模拟运行5012h后,HR3C/T91界面发生了蠕变失效,蠕变裂纹在管接头内表面焊缝/T91界面形核、扩展,然后在管接头外表面T91的临界热影响区内发展,最后导致接头蠕变失效.拉伸和弯曲试验过程中,接头的强度和塑性下降严重,断裂位置均在焊缝/T91界面区域.因此,焊缝/T91界面容易发生早期蠕变失效.     

再热器管导种钢焊缝断裂原因分析

通过宏观检查、拉伸试验、金相显微组织分析,对锅炉后屏再热器12Cr1MoV钢与TP304H奥氏体钢异种钢接头泄漏原因进行了分析。结果表明,12Cr1MoV侧熔合区为接头的脆化和断裂薄弱区,熔合线上的富碳层和楔形缺陷导致焊缝形成裂纹而泄漏。另外,12Cr1MoV和奥氏体钢焊缝金属线膨胀系数差别很大,在焊缝界面附近出现的明显热应力对裂纹的形成有一定的促进作用。     

超超临界锅炉异种钢接头裂纹分析及处理

某超超临界锅炉高温再热器入口管屏异种钢(T91/HR3C和T91/SUPER304H)接头产生裂纹泄漏,宏、微观检测结果显示,泄漏管和未泄漏管均存在焊缝T91侧热影响区硬度值偏高。从内、外部影响因素分析了异种钢焊接接头裂纹产生的原因,采取对所有高温再热器入口管屏现场整体热处理来降低T91侧热影响区硬度,并割除管屏的梳形卡以减小单根管子的外部应力,通过热处理后割管和异接试样块的检验验证了热处理效果,检测结果表明,现场管屏整体热处理可有效降低异种钢接头热影响区的硬度值,避免异种钢接头产生裂纹泄漏。     

氩弧焊钢102焊趾裂纹的表面波探伤

马头电厂7号炉高温对流过热器、高温再热器和屏式过热器大量使用了φ42×5mm钢102管.在1983年、1986年及1987年高过、高再出入口联箱管座12Cr1MoV与钢102氩弧焊对接焊缝中,钢102侧由焊缝边缘沿周向焊趾处发生断裂.金相分析认为系再热裂纹应力作用发展所致见图1.     

T23膜式水冷壁鳍片焊缝中温应力松弛裂纹分析

通过显微金相、扫描电镜、能谱等试验方法分析运行近6年的超超临界机组T23钢水冷壁鳍片焊缝接头裂纹。该裂纹启裂于接头热影响区粗晶区,由粗晶区向管子内壁扩展,最终止裂于细晶区。对裂纹及周围区域进一步分析后发现在晶界析出的Ti(Al)-N化合物促进了孔洞生成,进而发展成楔形裂纹和宏观裂纹,其特征符合应力松弛裂纹。对T23鳍片焊缝在机组运行期间温度场分析表明该裂纹产生在380～520℃之间。通过以上分析得出:T23钢焊接接头在低于575℃再热裂纹敏感温度下限的环境下,会以金属化合物为核心形成孔洞和裂纹,并提出相应的技术措施和建议。     

电站锅炉12Cr1MoVG/TP347H异种钢接头断裂分析

某电站锅炉高温再热器进口管12Cr1MoVG/TP347H接头运行1.7万h发生断裂,断裂发生在12Cr1MoVG侧焊缝熔合线处,对该管断口处经过成分分析、力学性能试验、金相组织检验,结果表明:母材的成分、强度、塑性、硬度等均满足相关标准要求;管段母材和热影响区金相组织未发现异常;焊缝的主要成分未见异常;焊缝宏观无明显的台阶和塑性变形,为脆性断口特征。认为该接头断裂为典型的A/P类异种钢接头早期失效,该接头早期失效断裂主要由于接头两侧母材运行中产生脆化层和软化层,力学性能差异导致的三轴拉应力所致,在接头焊接工艺中焊缝成形不良,接头坡口设计不合理、结构突变大(如焊瘤、背凸过大等)导致的应力集中促进了该接头早期失效。     

奥氏体/贝氏体异种钢接头运行早中期组织性能分析

针对奥氏体/贝氏体异种钢焊接接头运行中的早期失效倾向，从实际运行一个大修期（约2万h）的1025t/h锅炉高温过热器上取样进行组织性能分析。通过金相组织分析，α相观察、晶间腐蚀试验、拉伸试验、弯曲试验等，发现运行2万h后SA213-TP347H 12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头常温力学性能没有明显变差，但奥氏体晶界已处于明显的敏化状态，易受到晶间腐蚀和应力腐蚀；12Cr2MoWVTiB侧近焊缝部位有明显的氧化沟槽现象，易形成应力集中并诱发根部微裂纹。在试验分析的基础上，提出了确保此类异种钢焊接接头安全运行的措施。     

T91/12Cr1MoV异质接头焊接残余应力模拟与分析

T91/12Cr1MoV异质接头广泛应用于热电厂主蒸汽管线。由于母材及焊材金属性能的差异,导致该异质接头中会产生较大的焊接残余应力,常常会引起早期失效。利用有限元软件ABAQUS,采用热力顺次耦合的计算程序,对主蒸汽管中T91/12Cr1MoV异质接头的焊管外表面和熔合线方向的焊接残余应力分布进行了模拟,并分析了焊后热处理对焊接残余应力的影响。结果表明,热处理前,焊接残余应力峰值位于管道外表面焊缝两侧的焊接热影响区,其中,以T91侧热影响区的应力峰值最高。焊后热处理可以有效降低焊接热影响区的残余应力峰值,且对12Cr1MoV侧热影响区残余应力的改善效果明显优于T91侧热影响区。     

预热和焊后热处理对T23钢接头力学性能的影响

为优化焊接工艺,解决水冷壁T23接头焊缝在运行中容易出现裂纹的问题,测试了T23接头在4种不同工艺（不预热、焊后不热处理,不预热、焊后热处理,预热、焊后不热处理,预热、焊后热处理;预热温度为150 ℃,焊后热处理工艺为740 ℃、0.5 h）下的硬度和冲击韧性,并观察了显微组织的变化。研究结果表明,预热对T23接头硬度的影响不大,但增大晶粒尺寸和过热区的宽度,对焊缝和热影响区（HAZ）的韧性均有不利影响;焊后热处理明显降低焊缝和HAZ的硬度,虽然对HAZ韧性影响很小,但可改善焊缝的韧性。建议预热温度不超过150 ℃或取消预热,进行焊后热处理以保证接头的长期服役性能。     

P91主蒸汽管道焊缝断裂韧度与其它力学性能的关系

文中对P91钢两类焊缝的拉伸、冲击、硬度，特别是断裂韧性进行了试验研究。结果表明：强度、硬度高，冲击韧性低的R焊缝具有低的断裂韧度，强度、硬度低，冲击韧性高的D焊缝具有高的断裂韧度；R焊缝的低韧性主要与其晶粒粗大、网状晶界及焊接过程中焊接线能量和电流偏大有关，而D焊缝的低强度与高的断裂韧度则与焊后二次回火时温度过高有关。对于R焊缝，用厚度12mm的三点弯曲(SEB)试样测得的条件Kic(kq)与厚度25mm的紧凑拉伸(CT)试样测得的有效Kic基本一致。     

大型电站锅炉T23钢焊缝开裂失效分析

从诸多电厂应用T23钢的结果来看,出现了许多问题,且多出现在焊缝及其热影响区.此次通过多种理化试验,对某大型电站超超临界锅炉高温再热器T23钢焊缝开裂的原因进行了失效分析,并根据T23钢的特性,指出了其在实际运用中的应注意工艺要求,以确保电厂安全运行.     

T91锅炉热强钢管焊接性能的试验研究

以国产焊接用T91锅炉热强钢管为主要研究对象,根据焊接线能量、焊前预热和焊后热处理等条件对焊接的影响设计了试验的正交方案,并用硬度试验、断口扫描、电镜观察等多种试验和分析方法对其焊接成品进行了焊接性和冷裂敏感性等方面的研究。结果表明：采用焊前预热150℃以上、小热输入多层焊、焊后（770±10）℃、1 h高温回火工艺能降低T91钢焊接热影响区的淬硬倾向及焊接接头中的扩散氢含量,使得马氏体中的碳得到充分的扩散以形成回火索氏体,改善了T91钢管接头的韧塑性。     

超超临界机组T92/P92钢焊接

介绍了T92/P92钢在广东大唐潮州三百门电厂3号、4号机组(2×1 000MW)的应用情况,此类钢的焊接特性是:具有焊接冷裂纹倾向;焊接接头的韧度难以控制;焊后热处理温度的控制精度范围小;热影响区软化并会产生IV型裂纹。根据上述特性,制定了T92/P92钢在焊前、焊接过程、焊后热处理及检验各个环节的工艺及控制要点,以保证机组的焊接安装质量。2台机组经水压试验和168h试运行,均未发生焊口泄漏事故,运行情况良好。     

转轮用高屈强比高韧性不锈钢焊接接头微观组织与性能

本文针对应用于大型转轮的高屈强比高韧性铸造不锈钢的焊接接头组织及力学性能进行了研究,结果表明,焊后经过480℃退火处理后接头微观组织均为单相板条马氏体,接头拉伸性能良好,而接头焊缝区域的韧性较差;而经过590℃退火处理后,微观组织除板条马氏体外,在靠近热影响区的母材、热影响区存在少量铁素体。接头强度降低,而接头各区域的冲击韧性良好。     

反射式非线性超声评估 P91 钢蠕变状态的试验探究

超声非线性参量作为一种表征金属材料蠕变状态的参数,通常采用透射法进行检测时需要发射换能器和接收换能器分 置于工件两侧,很难用于在役大型工件蠕变状态检测。 针对透射法存在的问题设计了反射式非线性超声检测试验系统(只需 一个超声换能器),通过分析一次底波的反射信号获得材料蠕变状态的信息。 对带有焊缝的 P91 钢试块且蠕变时间分别为 0 h、120 h、250 h,进行非线性超声检测。 实验结果表明,对于蠕变时间 120 h 和 250 h 的试块母材区,二次谐波非线性参量相对 无蠕变时增加量为 2. 9%、17. 4%,试块焊缝区相对增加量为 2%,23. 6%,试块热影响区相对增加量为 5. 6%、34%。     

SA335-P91钢焊接热处理质量控制

文章介绍了SA335-P91钢(以下简称P91钢)管道安装中焊接热处理质量控制,通过承建的300MW及以上火力发电机组工程中积累的实践经验、数据和技术资料,对P91钢的焊接热处理质量控制进行了详细分析。