弯管在内压及平面内弯矩作用下的应力分析及试验研究

一、前言弯管是锅炉承压系统的薄弱环节,电站中常因弯管的裂纹和爆管而造成损失,甚至造成重大事故。弯管的蠕变裂纹多起源于拉伸区外壁,而应力腐蚀裂纹则多起源于中性区内壁。尽管弯管裂纹的原因十分复杂,但裂源点存在着最大局部应力是导致弯管寿命远低于直管的主要原因之一却是可以肯定的,因而研究弯管应力成为十分必要。     

西固热电厂四期工程母管破裂事故分析

本文通过对运行中泄漏的12Cr1MoV钢主汽母管弯管的全面分析,其中包括对裂纹弯管的裂纹观察和检验、弯管几何尺寸测量和管系的支吊架检查以及金相组织和蠕变孔洞检验,得出了弯管裂纹的原因和性质是外弯面附加应力过大而造成的蠕变断裂。文章还对支吊架失灵所引起的自重附加应力及椭圆度附加应力进行了计算,文章最后提出了防止主汽弯管泄漏的监督措施.     

高温弯管的应力分布,蠕变损伤分布及直管、弯管寿命差别

国内外均已积累相当多的实例,说明弯管的蠕变断裂寿命远低于直管。金相分析表明,炉外高温弯管的蠕变断裂属于沿晶空洞型蠕变断裂,裂纹起始于弯管外弧外壁表面沿轴向延伸。弯管与其相联结的直管在相同的工况下运行,具有相同的材料,相同的温度和起仃机次数,显然工况、材料因素不能说明裂纹起始位置和方向的规律性。     

西固电厂主汽弯管断裂原因分析和寿命估算

西固热电厂8、9号炉间主汽母管弯管在1983年8月22日于运行中裂漏。该管在压力100公斤/厘米~2,540℃下共运行13.7万小时,启停约20次。弯管尺寸为φ325×26毫米,直管为φ326×24毫米,材料为12 Cr1MoV。在裂纹弯管宏观和金相观察的基础上进行了形变分析和断口分析,通过应力分析和寿命估算等工作,认为该弯管的断裂为沿晶洞型蠕变断     

韩城电厂1号炉高温过热器爆管原因分析

通过对韩城电厂1号炉高温过热器管爆管破口作宏观断口分析、微观金相分析,发现了小管爆管较少见的蠕变孔洞、蠕变裂纹,证实了该管损伤的形式。依据长期过热爆管的本质特征,蠕变断裂的脆性断口形貌和特征,在宏现、微观上加以证明,从而证实了韩城电厂1号炉高过爆管属长期过热所致。     

冷加工对高温运行奥氏体锅炉管的影响

对材质为TP304H的某2 100.7 t/h锅炉高温再热器U型弯管的爆管样进行了宏观开裂特征检查、金相组织检验、微观裂纹特征及微观断口形貌分析、拉伸性能测试。结果表明:由于TP304H钢无碳化物稳定化元素,在较高温度下运行后晶界大量析出碳化物,造成晶界附近贫Cr区,晶界严重弱化;弯管形变量超过ASME规范对奥氏体材料的冷加工形变量的控制要求,且未进行弯管后的固溶去应力处理。在高温运行状态发生的TP304H钢的晶间腐蚀和弯管内弧存在的较高残余拉应力二者共同作用下,在向火面内弯处形成沿晶开裂裂纹,裂纹由向火面外壁发生,裂纹方向与弯管弯曲环向一致,向内壁沿晶扩展。     

再热器穿顶棚梳形密封焊口开裂原因分析

针对DG1025／18．2-Ⅱ(3)型锅炉中、高温再热器管与梳形密封板焊缝经常发生开裂泄漏问题，对其密封结构及裂纹断口进行了宏观、微观分析，认为其失效原因为结构几何应力作用下的蠕变失效，断裂类型为楔形蠕变断裂。对此，可采取改变梳形密封板与管子焊接结构方式，以消除或者降低结构几何应力。     

火力发电厂一级过热器爆管分析

针对广东某火力发电厂2号锅炉一级过热器发生爆管的情况,通过化学成分分析,力学性能试验和金相试验,认定原管子材质符合设计要求,在金相试验中,发现爆管处存在大量蠕变孔洞及微裂纹,因而判定次爆管是由于管子在高温和应力的作用下而引起的蠕变脆性所造成的。     

大同第二发电厂1号炉水冷壁爆管原因分析

本文采用宏观，微观并结合能谱分析等手段，对大同第二发电厂１号炉水冷壁爆管进行了分析，分析认为大同二电厂１号炉水冷壁爆管为碱性腐蚀＋蠕变复合作用所致，碱性腐蚀为主要原因，而蠕变促进了碱腐蚀，加速了管壁最终破坏，其断裂方式主要表现为均匀腐蚀抗＋局部轴向长度方向上的裂纹泄漏。     

热力设备主要部件失效分析专家系统在爆管分析中的应用-国电兰州热电有限责任公司2号锅炉高温段过热器爆管情况分析

利用宏观与金相结合的分析方法,分析了国电兰州热电有限责任公司2号锅炉高温段过热器爆管原因,并通过失效分析专家系统对爆管进行综合分析。结果表明,此次爆管为长期过热,长时过热导致金属组织严重球化,大量碳化物聚集在晶界,产生大量蠕变孔洞及晶间裂纹,晶间裂纹的积聚与扩大产生宏观裂纹,导致爆管。     

汽轮机转子钢疲劳—蠕变交互作用下的裂纹扩展研究

本文对我国电站汽轮机常用的30Cr2MoV转子钢疲劳-蠕变交互作用下的裂纹扩展进行了研究。根据火力发电厂转子运行工况,选择了不同保载时间,进行裂纹扩展试验。结果表明,这种材料在运行工况下存在疲劳-蠕变交互作用;随着保载时间的增加,裂纹扩展速率也增大,寿命大为降低。断口分析发现断面有沿晶断裂,且呈现“R”型空洞。本文提出了疲劳-蠕变交互作用下的裂纹扩展判据。     

200MW机组水冷壁爆管原因分析

对某厂水冷壁发生爆管进行原因分析，发现由于原始管段壁厚不均，在弯管弯制后管壁进一步减薄。经长期运行出现疲劳裂纹导致爆管。     

二级过热器弯头开裂失效分析

为研究某电站锅炉二级过热器弯头裂纹的形成原因及扩展过程,对裂纹的宏观形貌、理化检测和微观组织进行了分析。研究结果表明:裂纹萌生于温度较低管内壁,在温差应力作用下产生蠕变疲劳断裂;裂纹在超温状态下发生相转变,并且高温加快了裂纹扩展速度。     

屏式过热器爆管泄漏原因分析

针对某厂l号锅炉12X18H12T钢Ⅱ级屏式过热器不锈钢爆管,将备品管以及同屏割管进行了一系列性能、组织、晶间腐蚀倾向及宏观、微观爆管特征观察等试验分析,认为不锈钢爆管系在长期超温的作用下以蠕变方式破坏。不锈钢管在超温运行时,不仅受到蠕变损伤,而且还会增大不锈钢的晶界腐蚀倾向,而这种倾向的出现,反过来又进一步加剧蠕变裂纹在晶界的形核与长大,促进蠕变过程的发展。     

某电厂超临界机组TP347H高温过热器管爆管原因分析

针对某电厂一台超临界机组TP347H高温过热器管爆管事故,通过宏观检查、厚度检查、光谱分析、金相检查和扫描电镜等手段对其进行了爆管原因分析。结果表明,由于高温过热器管长时间局部超温,奥氏体组织中大量析出σ相,导致材料蠕变强度降低,产生蠕变孔洞和蠕变裂纹,抗腐蚀能力下降,最终导致爆管泄露。     

P92钢焊接接头蠕变-疲劳交互作用下高温断裂参量表征及失效评定曲线的建立

在610℃下,对超超临界火电机组用P92钢主蒸汽管道的焊接接头进行了蠕变-疲劳交互作用裂纹扩展试验。获得了蠕变-疲劳裂纹扩展速率,并进行了高温断裂参量的表征,同时,结合P92钢焊接接头蠕变与拉伸试验,建立了P92钢焊接接头材料与时间相关的失效评定曲线(TDFAD)。研究结果表明,试样断口微观形貌特征显示出其蠕变–疲劳交互作用下的裂纹扩展主要是由蠕变因素主导的。每条蠕变裂纹扩展速率与高温断裂参量C*的关系曲线中均存在一个拐点,这个拐点的产生过程即为蠕变裂纹扩展的孕育阶段。采用修正R6中Option2的方法建立了TDFAD,该方法充分考虑了蠕变因素的影响,能够获得较安全的评定结果。     

浅析错用钢材

采用光谱、金相分析、力学性能等方法 ,对由于错用钢材而引起的爆管进行分析 ,分析表明 ,由于超温运行导致蠕变断裂 ,直至爆管。     

超(超)临界汽轮机汽缸紧固螺栓疲劳-蠕变断裂的研究

调峰机组频繁调整负荷，汽轮机汽缸紧固螺栓处于疲劳-蠕变交互作用，对紧固螺栓多轴应力下疲劳-蠕变损伤的研究对调峰机组安全运行和维修具有重要意义。该文对镍基合金Nimonic 80A进行了550℃下单轴及空心螺栓的疲劳-蠕变断裂实验，应用Chaboche-Nouaihas模型，用有限元软件ABAQUS模拟了空心螺栓的疲劳-蠕变过程。结果表明，与空心螺栓的纯蠕变断裂不同，疲劳-蠕变断裂发生在应力集中的螺纹处，有限元计算结果与实验结果吻合较好。     

关于弯管的应力分析和裂纹原因的初步探讨

前言近年来,一些运行时间超过10万小时的高压高温主蒸汽管道,先后发生了弯管裂纹的情况。引起弯管裂纹的原因是多方面的,但从裂纹的部位、形貌来看,大多有一定的规律性。本文对弯管受力的情况进行了分析,并从受力的角度对弯管裂纹原因加以解释。此外,文中对椭圆弯管内压弯曲应力的性质和弯管应力加强系数的选择提出了一些看法,供参考并期展开讨论。     

12Cr1MoV钢蠕变损伤的扫描电镜研究

一、引言沿晶断裂是高温蠕变断裂最普遍的形式。对沿晶断裂机制,Zener最先提出,当沿晶界发生滑动时,在三个晶粒交界处产生应力集中,引起裂纹的产生和扩展,造成沿晶断裂的应力集中论。后来Greenwood等提出,空位沿晶界聚集形成空洞,空洞逐渐长大,互相连接形成裂纹,导致沿晶断裂的空位聚集论。后一种理论是以扩散过程为基础的,称为扩散蠕变断裂。很多研究者对扩散蠕变断裂提出不同的物理模型试图计算蠕变应变和断裂时间,对特定的材料和试验条件,得到了和实验结果近似一致的结果。本文的目的是用扫描电镜研究火电厂用12CrlMoV钢制的高温高压蒸汽管,在蠕变过程中的损伤及断裂特征。试图为研究蠕变断裂时最小变形量及使用寿命终了退役的判断标准,寻找一种微观结构参量。