超超临界机组镍基螺栓断裂失效分析

某超超临界660 MW机组的中压调节阀部分镍基螺栓(材料为GH783合金)发生断裂,通过宏观检验、金相检验、SEM及能谱分析、合金成分分析和力学性能检验,对螺栓失效原因进行分析。分析发现:在螺栓热紧过程中,其中3根螺栓中加热棒局部高温导致螺栓孔内壁材料烧损,裂纹萌生于内孔烧损处,并在正常服役条件下裂纹扩展导致螺栓发生断裂,致使剩余螺栓承受过高载荷及附加弯曲应力。螺栓服役过程中有因环境温度变化等产生的交变应力,以及材料本身在高温环境下性能的劣化,导致部分螺栓发生早期疲劳断裂及一次性脆断。在分析螺栓断裂基础上,提出规范热紧工艺、提高螺栓内外表面的加工精度和重新评估GH783合金材料螺栓在600℃下服役的可靠性等建议。