电厂金属构件失效分析报告

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1、实验四电厂金属构件失效分析一、实验目的1.2.3.了解电厂材料常见失效方式。丫解电厂材料常见失效分析的步骤和方法掌握长时超温爆管和短时超温爆管的宏观组织和微观特点二、实验概述1.长时超温爆管如果锅炉受热曲*管子在运行过程中，因某些原因使管壁温度超过设计温度，在高温长吋间作川下，导致钢材组织结构的变化，蠕动速度加快，持久强度下降，使用寿命达不到设计要求而提早爆破损坏，称为长时超温爆管，也有叫做长期过热爆管或一段性过热损坏，长时超温爆管巾于管壁温度还没达到临界点温度，爆管时虽然有介质的激冷作用，还不会发生相变。长时超温爆管一般发生在高温过热器出

2、口段的外圈向火侧据近几年来对过热器管子爆破事故的分析70%是由于长时超温而引起的。长时超温爆管的破口呈粗糙脆性断口，管壁减薄不多，管子胀粗也不很显著，爆破口附近往往有较厚的氧化铁层，如阁7—1所示。时超温爆管的显微组织虽无相变但却有炭化物析出并聚集长大甚至有些还会出现石墨化等组织变化，如图7—2所示。图7-120钢过热器管长吋超温爆管的宏观形貌7-220钢过热器管长吋超温爆管的微观组织（硝酸洒精侵蚀400X）2.短时超温爆管锅炉受热而管子在运行过程屮，由于冷却条件的恶化，使管壁温度在短时间内突然上升,达到临界点以上温度。在这样高的温度下钢的

3、抗拉强度急剧下降，在介质压力作用下温度最高的向火侧首先发生塑性形变，管径张粗，管壁减薄，随后发生剪切断裂而爆破。爆破吋，由于介质对炽热的管壁产生激冷作川，在爆破II往往有相变的组织结构，这种爆管就成力短时超温爆管，也有叫做短时过热爆管或加速蠕变爆管。短时超温爆管大多数发生在水冷壁管、凝渣管上，特别是水冷壁管热负荷最高的地方,如燃烧带附近及明喷燃器附近的向火侧。短时超温爆破口一般账粗较为明显，管壁减薄很多，爆破口呈尖锐的喇叭形，其边缘很锋利，具有韧性断裂的特征。爆破门附近有吋有氧化铁层，有吋没有。爆破n的这些特征是与超温爆管时产生了较大的塑性

4、变形，使管缝减薄，因而承受不/介质的压力而引起剪切断裂有密切欠系。短时超温爆管的过程类似作高温短时拉伸试验，在应力的作用下，先引起塑性变形，后在局部地区出现收缩现象，最后形成剪切裂纹而产生初性断裂。爆破口附近的氧化铁层厚度，则要从运行情况来分析。如果管子一直是在设计湿度下运行的.至化铁层就范，甚至没有；如果曾经在超温情况下运行过一段吋间沿再发牛.短时超温爆管.则氧化铁层就较厚，而且爆破口的背部（即背火侧）还会出现碳化物球化等组织变化。图7-3为短时超温爆管的实物照。图7-4是该实物的爆破口的显微组织，从这张金相照片空可以看出己有了马氏体、贝

5、氏体之类的淬硬组织。这是因为运行温度超过了Acl，又突然激冷，形同淬火处理。爆破口的这种组织在长时超温爆管中是不可能有的。图7-3短时超温燦管图7_4短时超温爆管的煤破口实物照片的i微组织（500x）组织变化后，机械性能也会发生改变。如对爆破口断面进行硬度测定，可发现爆破口周向断而上各点的硬度差异很大，爆破口的硬度明显增高。三、实验设备及试样1.测量工具：游标卡尺、直尺2.金相试样制备没备：切割机、砂轮机、预磨机、抛光机3.金相试样观察设备：金相显微镜、照相机4.试样制备材料：砂纸、抛光剂、浸蚀剂等四、实验内容1.爆管宏观分析。2.爆管微观

6、组织分析。五、实验步骤1.观察爆管宏观特征，测最爆管尺寸，包括爆口忪度、直径、壁厚等。1.观察爆管外殖腐蚀、磨损、氧化痕迹。2.观察爆管内壁腐蚀、氧化痕迹。3.宏观照相。4.微观组织分析，观察金相组织。5.分析爆管原因和处理措施建议，撰写试验报告。