超超临界锅炉水冷壁T23耐热钢焊接接头失效分析与预防

通过宏观检查、化学成分分析、断口形貌分析、金相检验、室温硬度试验,对锅炉水冷壁泄漏原因进行了分析。结果表明:水冷壁鳍片角焊缝产生的裂纹为穿晶断裂,产生的原因与焊接过程控制不当有关。     

某锅炉T23钢水冷壁管更换过程中焊缝裂纹原因分析

文中首先分析了导致水冷壁频繁泄漏的原因与焊前无预热及焊后无热处理的焊接工艺有关,进而制订新的水冷壁管焊接热处理工艺.在水冷壁管更换过程中,出现了热处理后焊缝表面存在横向裂纹现象,为分析裂纹原因,对裂纹管段进行金相观察,进而判定启裂裂纹性质为熄弧裂纹,且在后续热处理过程中裂纹进一步扩展.根据裂纹性质,提出对熄弧区域采取机...     

高温时效对T23钢粗晶热影响区显微组织及再热裂纹敏感性的影响

利用热模拟机制备T23钢粗晶热影响区(CGHAZ)试样,对其进行650℃、0～48 h时效实验,对时效前后的试样进行高温短时蠕变破断实验,评价其再热裂纹敏感性,采用OM、SEM、TEM+EDS等手段分析CGHAZ在时效过程中的显微组织演变,对断口形貌及断口附近显微组织进行观察,分析合金元素在晶界附近的分布,揭示T23钢CGHAZ形成再热裂纹的机理,探究时效改善再热裂纹敏感性的原因.结果表明,T23钢CGHAZ在焊态下为马氏体/贝氏体混合组织,硬度较高;经650℃时效后组织发生回复及再结晶,位错密度下降,亚晶粒(板条)尺寸增大,M23C6、M7C3和MX碳(氮)化物等在晶内、晶界逐渐析出,硬度逐渐下降.焊态CGHAZ对再热裂纹敏感,时效后CGHAZ的再热裂纹敏感性下降;当时效时间超过24 h时,对再热裂纹不敏感.焊态CGHAZ产生再热裂纹主要是由于M23C6在晶界析出长大,导致晶界形成软化区,并促进孔洞的形成,减弱了晶间结合力.时效使不稳定的CGHAZ组织发生预先转变,碳化物大量析出,基体发生回复与再结晶,降低了晶内强度,同时晶界附近合金元素贫化消除,晶内和晶界强度的差异减小,塑性变形能力明显提升,故再热裂纹敏感性降低.CGHAZ时效后的硬度与再热裂纹敏感性有一定的对应关系,当硬度高于250 HB时对再热裂纹敏感,硬度低于250 HB时对再热裂纹不敏感.     

热处理温度对长期服役T23钢CGHAZ微观组织的影响

以服役时间超过6×10⁴ h的T23水冷壁管对接接头作为研究对象,对焊接接头进行不热处理(焊态)、520℃×1 h,580℃×1 h,650℃×1 h,720℃×1 h及760℃×1 h等6种不同参数的热处理试验。为研究不同热处理后粗晶热影响区(CGHAZ)微观组织变化,分析合金碳化物在晶界的分布规律,同时探索CGHAZ再热裂纹形成原因与析出物之间的内在联系,重点对粗晶区进行了显微硬度分析、金相组织分析、扫描电镜形貌分析及能谱分析。结果表明,焊态T23钢CGHAZ为粗大板条马氏体与贝氏体的混合组织,经测算最大晶粒尺寸约100μm,大部分晶粒尺寸30～50μm;在580℃热处理时,由于晶粒细化及析出物在晶内弥散强化作用,CGHAZ出现了二次硬化现象,根据再热裂纹形成理论,此时晶内强度与晶界强度差较大,应力松弛主要集中于晶界,CGHAZ产生再热裂纹的倾向较大;在720℃热处理时,在CGHAZ晶界位置出现了密集孔洞及合金碳化物,并且空洞与合金碳化物之间存在伴生关系,但短时间内孔洞在后续正常服役条件(560～600℃)下能否发展成为再热裂纹有待商榷。     

改进型T23钢的再热裂纹敏感性

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了T23钢及4组改进型T23钢CGHAZ的微观组织,采用Gleeble热模拟及高温缓慢拉伸的方法评判T23钢和4组改进型T23钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的再热裂纹敏感性。探讨了再热裂纹敏感性的影响因素,分析了改进型T23钢再热裂纹敏感性改善的原因。结果表明,晶粒尺寸、晶界和晶内析出相以及晶内固溶元素均对再热裂纹敏感性有较大的影响。与T23钢相比,成分改进后的T23钢CGHAZ的微观组织得到了优化,晶界晶内强度差减小,再热裂纹敏感性得到改善。     

600MW超临界机组T23钢末级再热器管焊缝裂纹分析

某电厂600 MW超临界机组锅炉末级再热器焊缝在运行过程中发生开裂,研究了焊缝起裂位置、宏观形貌、金相组织、力学性能等特征,确定该焊缝开裂属于再热裂纹性质,并提出了相应的防范措施.     

国产T23钢焊缝区显微组织分析

对国产T23钢焊条电弧焊接头焊缝区显微组织进行了研究。结果表明,根部焊道焊态下的组织由等轴铁素体和粒状贝氏体组成,经740℃和760℃回火后为粒状贝氏体和条状铁素体组织,在其基体上有弥散分布的点状析出物。覆盖焊道焊态下组织由粒状贝氏体和少量铁素体组成,740℃和760℃回火时为回火贝氏体组织,在690~740℃回火后形成少量聚集的粒状物,当回火温度为760℃时该粒状物分解、消失。过热区焊态下的组织由粒状贝氏体和条状马氏体组成,回火温度在690~740℃时,晶界显现,晶粒有所长大,并有大量粒状物在晶界处出现;经760℃回火处理后,原奥氏体晶界模糊、不连续,表现为回火贝氏体和回火索氏体组织,尺寸不一的点状析出物分布于基体上。     

焊后热处理对T23钢热影响粗晶区微观组织的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机和热处理炉对T23钢进行了焊接热模拟和焊后热处理试验,并运用金相、硬度、扫描电镜试验,研究了不同的焊后热处理温度对T23钢热影响粗晶区(CGHAZ)微观组织的影响.结果表明,焊态热模拟CGHAZ组织类型主要是板条马氏体和贝氏体的混合组织,具有很高的硬度.随着热处理温度的提高,CGHAZ晶粒趋于细化,硬度逐渐降低.但在700℃下,晶界出现了微孔洞和含W碳化物,硬度剧烈升高,应避免在此温度进行热处理.最后确定T23钢合理的焊后热处理为750℃×2h,可以获得良好的强韧性匹配.     

超临界锅炉过热器/再热器用T23钢焊接裂纹的磁粉探伤

针对超临界直流锅炉过热器、再热器钢所采用的新型耐热钢T23在使用过程中出现的焊接接头裂纹缺陷,分析了射线检测和超声检测的局限性,并根据其铁磁性材料特征及缺陷特点,确定对该类焊接接头采用磁粉探伤工艺,检出含裂纹缺陷焊接接头302只,缺陷检出率显著高于射线探伤、超声探伤方法。检测结果表明对T23钢焊接裂纹缺陷采用磁粉探伤检测方法,工艺可靠且方法简便高效,也为其他类似结构铁磁性材料焊接接头探伤提供了借鉴和参考。     

国产T23钢焊接冷裂纹敏感性插销试验研究

采用插销试验方法测定了国产T23钢在不预热、预热150℃和预热250℃三种焊接工艺条件下的临界断裂应力,观察了断口形貌及断口附近的显微组织,综合分析了该钢的焊接冷裂纹敏感性.结果表明,不预热条件下T23钢插销的临界断裂应力高于其屈服强度,粗晶区为板条马氏体和下贝氏体混合组织,插销断口为解理和准解理特征,并出现二次裂纹;随着预热温度的升高,插销临界断裂应力增大,粗晶区下贝氏体比例增多,马氏体比例相应减少,插销断口二次裂纹减少,解理面缩小,材料的塑性增加,对裂纹的阻碍作用增强.说明国产T23钢的冷裂纹敏感性很小,预热能明显改善其抗冷裂纹能力.     

水冷壁让位弯管爆管失效分析

火力发电厂锅炉后墙水冷壁折焰角下部向火侧密封盒内让位管弯头发生爆管,导致机组停运。通过宏观检查、金相组织观察、内壁氧化皮检查,对爆管原因进行分析,结果发现:爆管是由于原焊缝中的气孔在运行过程中发生垢下腐蚀、酸性腐蚀;经过长时间的垢下腐蚀和酸腐蚀,焊缝气孔逐渐向外扩展直至穿透,发生泄漏,造成介质流量减少,导致上部管段产生短时过热,最终发生泄漏爆管。建议对爆口附近区域管系进行相关检查,根据检查结果确定换管区域,在结构相似、温度较高部位增加温度测点,运行中加强监控。     

水冷壁管腐蚀破坏原因分析

通过宏观形貌检查、金相检验、化学成分分析、X射线衍射分析、扫描电镜及能谱分析等手段,分析了某热电厂锅炉水冷壁管的腐蚀破坏原因.结果表明:水冷壁管的腐蚀破坏主要是由氯离子引起的点腐蚀,干湿交替的使用环境和管壁的较高温度加速了腐蚀.     

锅炉水冷壁管失效原因分析

对锅炉水冷壁外壁横向裂纹的产生原因进行了宏观观察、金相组织分析、扫描电镜和能谱分析等。结果表明,锅炉水冷壁管裂纹的形成是由于壁温波动下的轴向交变应力和烟气中腐蚀介质共同作用产生的腐蚀性热疲劳开裂,针对问题的产生提出了具体的防范措施。     

锅炉水冷壁管泄漏分析

采用化学分析、金相检验和SEM／EDS对锅炉水冷壁管泄漏原因进行了分析。结果表明,水冷壁管内结垢或异物堵塞及水冷壁管材质差是其泄漏的主要原因,并提出了相应的预防措施     

超超临界机组用T92无缝钢管的研制开发

根据ASME SA 213/SA 213M—2013标准和GB 5310—2008标准要求,分析T92无缝钢管的化学成分、室温力学性能、高温力学性能、持久强度和金相组织等。试验结果表明:T92无缝钢管的各项性能指标均满足相关标准要求;T92无缝钢管在625℃的1×105 h持久强度外推值为89.8 MPa(标准值为87.5 MPa),在650℃的1×105 h持久强度外推值为67.2 MPa(标准值为61.0 MPa),均高于GB 5310—2008标准对10Cr9Mo W2VNb BN的要求。     

连铸工艺生产SA-213T23超(超)临界锅炉管坯钢存在的问题及对策

连铸工艺生产SA-213T23管坯钢还不成熟,坯料低倍质量差.为此,对连铸坯中心缺陷形成的原因进行了分析,并提出了相应的解决措施.结果表明:连铸坯中心存在缩孔及开裂缺陷是由于T23成分过冷区较窄以及连铸过程中轻压导致的;通过弱化二冷段冷却能力及取消轻压下工艺可以消除缩孔和开裂缺陷.     

30CrMo钢油管接头开裂原因分析

对已开裂的30CrMo钢制油管接头的材料及断口进行了分析及检测。结果表明,化学成分符合要求,金相分析和硬度检验表明热处理过程正常,断口分析和能谱分析排除了热处理致裂嫌疑。通过对裂纹脱碳情况综合分析以及对锻造过程剖析后,认为该裂纹系锻造过程所致,其原因与原材料表面存在缺陷或坯料形状不规则以及终锻温度过低有关。     

电厂水冷壁管开裂分析

对开裂的电厂水冷壁管进行了化学成分及金相组织分析,并对断口进行了扫描电镜分析.结果表明,水冷管壁开裂原因是由于在鳍板与管子焊缝端头存有较大的应力,组织中有夹杂物存在,在工作压力作用下,裂纹在焊缝端头处萌生并沿拉应力区扩展,最后造成宏观脆性断裂.     

高压锅炉管用T22钢的热处理研究

国内某大型锅炉公司向扬州龙川钢管有限公司订购的高压锅炉管T22批量大,热处理难度较高,生产中经常出现产品批量性能不合格的情况。主要体现在钢管硬度偏高,显微组织不稳定,晶粒大小不均匀。因此常常需要对产品重新进行热处理,加长了生产周期,降低了生产效率,增加了生产成本。通过对T22钢管进行的一系列热处理试验研究,制定出合理的热处理工艺,使产品的热处理合格率大幅提高。