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(1)大口徑鋼管破裂失效概況

    某電廠由意大利GIE公司引進(jìn)口2.5萬千瓦的發(fā)電設(shè)備兩套，設(shè)備中鍋爐的高溫段再熱器采用TP304H奧氏體不銹鋼鋼管制成，鋼管50×3.6mm。設(shè)備安裝前海運(yùn)6個(gè)月，在海邊置放約2年。設(shè)計(jì)使用溫度內(nèi)壁為540℃，外壁為570—590℃，壓力為33.3426 x105 Pa(34kgf/cm2)。其中，1設(shè)備鍋爐的再熱器安裝完畢后，經(jīng)水壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有部分管泄漏，對泄漏管進(jìn)行失效原因分析，并對2#爐管高溫段再熱器中未安裝的管子進(jìn)行檢驗(yàn)。

    (2)取樣

    從1及2鍋爐的各排管、直管、彎管及備用管上截取試樣進(jìn)行分析。其中1爐管取樣16塊，2爐管取樣10塊。

    (3)失效分析及檢驗(yàn)

    ①化學(xué)分析對各種大口徑鋼管的材料進(jìn)行了化學(xué)成份分析，結(jié)果如下：

    化學(xué)分析結(jié)果表明，該鋼的化學(xué)成份符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)。

    ②宏觀檢察l爐的部分管外壁較光，氧化皮薄，呈棕色；有大的斑點(diǎn);部分管外壁粗糙，氧化皮厚，呈灰褐色。2爐部分管外壁涂有瀝青，除瀝青后表面光滑，氧化皮薄，呈棕色，部分管外壁除去瀝青后，表面粗糙，氧化皮厚，呈灰褐色。

    ③金相檢察  試樣經(jīng)高氯酸電解拋光及10%鉻酸電解腐蝕后觀察：全部為奧氏體組織，晶粒大小不均勻，并且發(fā)現(xiàn)大口徑鋼管的外壁都在不同程度上存在微裂紋，其中裂紋嚴(yán)重的深度可達(dá)2mm左右。同時(shí)都在不同程度上存在著晶間腐蝕，晶間腐蝕的深度，嚴(yán)重的可達(dá)1.8mm。

    觀察表明，大口徑鋼管內(nèi)壁上均存在較輕微的晶間腐蝕，深度約在0.1～0.25mm之間。

    (4)討論

    ①金相觀察表明：大口徑鋼管裂紋由外部向內(nèi)壁擴(kuò)展，形成的裂紋是點(diǎn)蝕誘發(fā)的，也可能是由表面產(chǎn)生的晶間腐蝕，沿晶界裂紋向內(nèi)擴(kuò)展。裂紋有主干，也有分支，細(xì)而長。

    晶間腐蝕是由大口徑厚壁鋼管外壁向管內(nèi)壁發(fā)展的。

    ②掃描電鏡觀察表明：沿裂紋折斷后得到的斷口，宏觀可見晶粒裸露，無塑性變形痕跡，完全屬脆性斷口。晶界上尚有細(xì)小的二次裂紋，晶面上有腐蝕孔、坑及腐蝕通道，這些都說明。斷裂是由腐蝕造成的，并且完全屬于脆性斷裂。

    ③電子探針微區(qū)分析表明：斷口表面上有3.8%Cl-，鋼管表面蝕坑內(nèi)含有3.4%Cl-,這說明在蝕坑及裂紋內(nèi)都含有帶Cl-的腐蝕產(chǎn)物。

④腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)分析表明：腐蝕產(chǎn)物中含有4.5%Cl-及20.4%Fe。

根據(jù)以上分析結(jié)果，認(rèn)為該管屬晶間型應(yīng)力腐蝕斷裂。