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大口徑厚壁鋼管制發(fā)電廠蒸發(fā)器的加熱器上端蓋應力腐蝕斷裂分析
該上端蓋為304大口徑厚壁鋼管制成。蒸發(fā)器為ZF-40T型；工作壓力：殼體11kgf／om2(7.87315×105 Pa)，管8kgf／cm3 (78. 45320×104 Pa)；工作溫度：殼體27500，管175℃；蒸汽量40t/h;給水溫度160℃。累計運行一年后，產生泄漏，經探傷檢查發(fā)現(xiàn)大口徑厚壁鋼管上大小裂紋14條，裂紋分布在筋板與端蓋殼體相連接的角焊焊縫附近，距焊縫邊緣均在20 mm之內。裂紋由內壁開始向殼體外表面發(fā)展，形成穿透性裂紋，裂紋附近金屬無變形。此外封頭內壁有較多的棕紅色腐蝕產物及腐蝕凹坑。
據分析，加熱器大口徑厚壁鋼管內介質情況是：pH>11.8，溶解全固形物質為11290mglL;4337mg／L; Cl一1150 mglL; N03 1840 mg／L, S102 2000 rug廠L; C02 18 mg當量／L．OH- 36 mg當量／L；酚酞堿度93 mg當量／L；甲基堿度4 nag當量/L;加氨處理NH42～3 mg／L。這說明水中含鈉，堿性較大，面上封頭由于筋板附近焊縫有咬邊、焊瘤等缺陷，由于焊接結構不夠合理形成較大的焊接應力。
斷口分析。沿裂紋敲斷后發(fā)現(xiàn)，斷口表面都較平直，并附有較厚的棕黑色氧化鐵銹，此外還附有一層白色的鹽堿水垢，說明含鹽堿性的水滲入裂紋縫隙，經過濃縮、蒸發(fā)而殘留下白色的鹽堿垢。如果將裂紋附近的大口徑厚壁鋼管取樣進行宏觀浸蝕，則可發(fā)現(xiàn)，主裂紋與焊縫相平行，有較多的分枝裂紋。
微觀分析表明，裂紋源發(fā)生于上蓋殼的內壁焊縫熱影響區(qū)，主裂紋粗鈍。裂紋附近組織無異常，為鐵素體與珠光體，晶粒度6～8級。裂紋有穿晶型的，也有沿晶型的。
對大口徑厚壁鋼管材料的化學成份、力學性能、金相組織、冶金質量都進行了復驗，結果表明：材料的質量合乎標準。
根據以上試驗結果表明，大口徑厚壁鋼管的斷裂原因是，由于在含鹽堿性的水中，上蓋板焊接過程有相當?shù)臍堄鄳�，因此產生了應力腐蝕斷裂（堿脆）。上蓋板距焊縫20 mm處裂紋的全貌。防止措施是想辦法消除大口徑厚壁鋼管殘余應力，改進焊接質量，這個問題是可以解決的。
文章作者：不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業(yè)有限公司
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