燃煤锅炉锅筒开裂失效分析.pdf

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燃煤锅炉锅简开裂失效分析1试样制备及检测结果材料热处理技术Material&Heat曹庆峰-，王树礼1，李泉1，徐桂洪2DrumQingfen91，WANG某厂锅炉锅筒钢板材质为209(锅炉常用钢材)，钢板厚10mm，炉膛正中温度约1100℃，出口温度950～1050℃，受火处位于锅筒正底部。受火处宽约210rnln，受火处内侧上方焊有一条支起的角钢。锅炉锅筒钢板内表面结有一层水垢，除受火处(角钢下)水垢厚约5nllTl外，其余部位水垢均厚约3nlnl。送失效试样时表面水垢已经部分除去，如图1所示。图1为锅筒钢板内侧和外侧的形貌，在锅炉锅筒正底部的受火处出现了环向裂纹，见图2所示。该裂纹是由i条裂纹连接而成的．图2(a)、(b)分别为锅筒钢板内侧和外侧的裂纹形貌。裂纹已经穿透锅筒钢板。裂纹在锅筒内侧总长约104Innl，在锅筒外侧总长约80宽约0．5mm。i条裂纹的扩展方向基本平行，且与钢板的轧制方向一致。但不在同一直线上，每条裂纹的两端都很尖。为找出失效原因，用JXA一8800R电子探针、金相显微镜等对失效试样进行了检测分析。1．1断口分析从锅筒钢板裂纹处取试样并分成5段，中间两段均被裂纹分成两块．断口表面已形成了一些水垢，水垢分布在断口表面的靠近锅筒内侧处，靠Working2009年9月(1．山东大学工程训练q-心，山东济南250061；2．威海职业技术学院，山东威海264200)摘要：利用JXA．8800R电子探针埘燃煤锅炉锅简的缺陷进行分析。结果表明：锅筒钢板组织不合格，同时锅垢还使锅筒钢板表面产生较大的应力。致使钢板产生显微裂纹并扩展，以至最后开裂。最后提出了相应的改进措施。关键词：锅炉材料；开裂：金相：失效分析FailureAnalysisofCoal．．firedBoilerDehiscenceQuanl，XU264200，China)mill，宽约l中圈分类号：TG245文献标识码：A文章编号：1001．3814(2009)18．0148．03CAOShulil，LIGuihon92(1．EngineeringUniversity,JinanAbstract：JXA一8800Rmicroscopicmicrostructurethedrummicro-crackforward．Keymaterial；dehiscence；metallic岗l锅简钢板失效处宏脱形貌Macro·morphologyfailure收稿日期：2009．03．22作者简介：曹庆峰(1964一)，男，山东费县人，丁程师，从事铸造专业教学与科研创新_[作：电话：[phone]；E—mail：[e-mail]．图2锅筒钢板裂纹形貌148HotTechnology2009，V01．38，No．18TreatmentTrainingCenter,Shandong250061，China；2．WeihaiVocationalCollege，Weihaielectronprobewasusedanalyzedefectsfrompart．Theresultsshowthat，boilersteelisunqualifiedandgreatappearssurfacecausedbyscale，SOgrowswhichleadsdehiscence．Atlast，thepreventivemeasureswereputwords：boilerphase；failureanalysisFig．1positionFig．2Crackmorphologytostresson’
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织4～5级13J：严重降低了钢板的横向力’学性能。图4锅炉钢板的断u学罄下半月出版Treatment$'材料热处理技术近外侧处没有水垢。见图3。说明裂纹是从锅筒钢板内侧开始并向外侧扩展的【“。断口表面锈蚀，颜色为棕色，断口宏观较平坦，应为脆性断口。放大后的断口形貌见图4。可见其为准解理断口．并且中间呈层状，进一步证明该断口是脆性断口。为非金属夹杂物破坏了钢板的连续性．夹杂物处也是最大的应力集中处，严重地降低了钢的横向力学性能，在受力较大的条件下易从此开裂。1．3组织分析图6为受火处和远离受火处锅筒钢板的显、微组织。可看出，锅筒钢板的显微组织为铁素体加珠光体，沿轧制方向呈带状分布，带状组1．2杂物分析图7为锅筒钢板显微组织中珠光体的形态。可沿平行于裂纹方向(轧制方向)在受火处(裂纹见，在远离受火处其为片状珠光体，在受火处其附近)和远离受火处取两块试样，制成标准金相试为粒状珠光体。样，抛光后不浸蚀，对钢中夹杂物进行分析。夹杂受火处珠光体球化。是由于受火处锅垢较厚。物很细且很长，主要是硫化物夹杂，夹杂物的成分导热差．钢板