电站锅炉阀门螺栓断裂缘故原由剖析

2022-08-25 09:42:11 问鼎国际

电站锅炉阀门螺栓断裂缘故原由剖析

某石化公司电站锅炉，，，，，，锅炉冷凝器下降管线的一个节约闸阀的阀盖紧固螺栓突然爆发断裂，，，，，，造成大宗蒸汽走漏，，，，，，造成紧迫歇工，，，，，，替换了阀门。。。。。。

冷凝器的介质为108℃高温水与200℃蒸汽混淆，，，，，，压力约莫36kg/cm2。。。。。。失效阀门型号为JZ46W，，，，，，规格DN50，，，，，，6月投入使用，，，，，，使用周期靠近四年半。。。。。。阀门的阀盖等部件未发明异常，，，，，，只有阀盖毗连到阀体上的紧固螺栓爆发了断裂。。。。。。

阀门的紧固螺栓为六角法兰面型螺栓，，，，，，4根紧固螺栓中的3根爆发了断裂，，，，，，1根未爆发断裂。。。。。。见图1。。。。。。

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1、宏观检查

将4根螺栓从阀盖中取出洗濯，，，，，，并举行宏观检查。。。。。。螺栓断裂部位不是在螺纹处，，，，，，而是在螺栓的端帽根部。。。。。。见图2。。。。。。从断裂螺栓断口外貌可看出，，，，，，阴晦色区域较大，，，，，，较量新鲜的区域较小。。。。。�；；Ｒ趸奚蛴Ω檬乔捌诳押蟮亩峡谑艿搅搜趸质�，，，，，，较量新鲜的区域应该是这次突然断裂的新断口[图2(a)]。。。。。。螺栓的端帽部分应该是铸造成形。。。。。�？？拷峡诘亩嗣蓖庠挡糠直４娑嗵跸宰诺闹炝盐�。。。。。。见图2(b)。。。。。。

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2、对螺栓断口举行微观检测剖析

将3个断裂螺栓和1个断裂端帽用超声波洗濯重视复洗濯清洁，，，，，，使用入口的扫描电镜和能谱仪视察剖析4个断口的外貌微观形貌，，，，，，剖析侵蚀产品因素。。。。。。从断口的微观形貌可以看出，，，，，，断口大部分区域的微观形貌均为沿晶特征，，，，，，即裂纹是沿着晶界开裂的，，，，，，属于典范的脆性断口。。。。。。对断口阴晦色区域举行200倍电镜扫描，，，，，，可以看出沿晶断口的外貌笼罩了一层侵蚀产品，，，，，，经因素剖析，，，，，，侵蚀产品以氧化铁为主，，，，，，其中侵蚀产品中保存Cl元素和S元素。。。。。。见图3和图4。。。。。。

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对断口新鲜区域举行200倍电镜扫描，，，，，，断口新鲜区域的很小部分的微观形貌不是沿晶特征，，，，，，而是韧窝特征，，，，，，韧窝是正常塑性断裂的断口特征。。。。。。这说明螺栓断裂属于延迟断裂，，，，，，即首先萌生裂纹，，，，，，其次裂纹扩展，，，，，，最后突然断裂。。。。。。从螺栓端帽外缘区域的微观形貌可以看出，，，，，，螺栓铸造成形工艺不规范，，，，，，铸造温度较低，，，，，，螺栓端帽部位墩粗变形量较大，，，，，，从而爆发较多的铸造裂纹，，，，，，而铸造后也未举行二次加工以去除这些裂纹。。。。。。

3、螺栓材质因素检测剖析

从1个断裂螺栓上取样，，，，，，使用直读光谱仪和碳硫剖析仪检测剖析螺栓的材质因素。。。。。。见表1。。。。。。

常用于螺栓的不锈钢材质为1Cr17Ni7和1Cr18Ni9，，，，，，可是凭证国标GB/T1220-1992(不锈钢的牌号和化学因素)标准，，，，，，断裂螺栓的材质因素不切合1Cr17Ni7和1Cr18Ni9，，，，，，而较量靠近lCrl8Mn8Ni5N。。。。。。可是，，，，，，凭证国标lCrl8Mn8Ni5N要求，，，，，，断裂螺栓的材质因素中，，，，，，含C量偏高，，，，，，含Cr量偏低，，，，，，这就大大降低了其耐蚀性能。。。。。。

4、螺栓金相组织检测剖析

从断裂螺栓截取2个试样，，，，，，用水砂纸对其预磨、精磨、研磨、抛光和王水溶液浸蚀，，，，，，制备成金相试样。。。。。。使用金相显微镜对1个试样金相组织举行检测剖析;另1个试样用入口的扫描电镜对其铸造缺陷举行视察剖析。。。。。。经检测，，，，，，螺栓的金相组织为奥氏体，，，，，，晶粒度评定品级为6级，，，，，，组织较量粗大。。。。。。

由螺栓的铸造缺陷微观形态可以看出，，，，，，螺栓的外貌和内部均发明较大的铸造裂纹和夹杂物，，，，，，并且断口和裂纹周围均发明显着的沿晶开裂形态，，，，，，这说明螺栓的沿晶开裂主要与铸造缺陷有关。。。。。。

5、螺栓断裂缘故原由剖析及对策

经由上述检测剖析可知，，，，，，阀门螺栓失效部位处于端帽根部，，，，，，失效性子属于脆性延迟断裂，，，，，，断口类型为沿晶特征。。。。。。

(1)经由检测剖析，，，，，，可见为阀门原始制造历程中，，，，，，厂家对配件把关不严，，，，，，没有重视配件质量，，，，，，导致使用历程中阀盖螺栓泛起断裂，，，，，，导致歇工。。。。。。针对阀门螺栓的断裂问题，，，，，，连忙开展排查，，，，，，对同厂家阀门举行了替换，，，，，，同时吸收教训，，，，，，增强到货阀门的质量检查，，，，，，对要害部位的阀门配件举行抽检，，，，，，确保使用历程的清静可靠。。。。。。

(2)螺栓断裂的主要原由于螺栓保存材质缺陷，，，，，，详细体现为：

①螺栓的材质因素不切合国标要求，，，，，，含C量偏高，，，，，，含Cr量偏低，，，，，，降低了其耐晶间侵蚀性能;

②螺栓的端帽铸造成形工艺不规范，，，，，，铸造的温度偏低，，，，，，造成端帽根部爆发铸造裂纹等缺陷;

③螺栓锻后未举行热处置惩罚，，，，，，端帽根部保存剩余应力，，，，，，并且冷却时晶界析出含铬碳化物，，，，，，造成晶界弱化，，，，，，容易爆发沿晶开裂。。。。。。

螺栓断裂的次要因素为情形温度波动和介质侵蚀因素，，，，，，详细体现为：阀门经受的温度波动造成螺栓爆发热疲劳应力，，，，，，加速裂纹萌生和扩展。。。。。。

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