燃煤锅炉锅筒开裂失效分析

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1、万方数据材料热处理技术Material&HeatTreatment2009年9月’燃煤锅炉锅简开裂失效分析曹庆峰-，王树礼1，李泉1，徐桂洪2(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：失效分析中圈分类号：TG245文献标识码：A文章编号：1001．3814

2、(2009)18．0148．03FailureAnalysisofCoal．．firedBoilerDrumDehiscenceCAOQingfen91，WANGShulil，LIQuanl，XUGuihon92(1．EngineeringTrainingCenter,ShandongUniversity,Jinan250061，China；2．WeihaiVocationalCollege，Weihai264200，China)Abstract：JXA一8800Relectronprobewasusedtoanalyzethedefec

3、tsfrommicroscopicpart．Theresultsshowthat，themicrostructureoftheboilersteelisunqualifiedandgreatstressappearsonthesurfaceofdrumcausedbyboilerscale，SOmicro-crackappearsandgrowsonthesurfaceofboilersteelwhichleadstodehiscence．Atlast，thepreventivemeasureswereputforward．Keyword

4、s：boilermaterial；dehiscence；metallicphase；failureanalysis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，岗l锅简钢

5、板失效处宏脱形貌Fig．1Macro·morphologyofthefailurepositionofboilersteel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：0531-88399323；E—mail：caoqingfeng@sdu．edu．cn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104mill，宽约lInnl，在锅筒外侧总长约80mm．宽约0．5m

6、m。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。图2锅筒钢板裂纹形貌Fig．2Crackmorphologyofboilersteel1试样制备及检测结果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148HotWorkingTechnology2009，V01．38，No．18万方数据下半月出版Material&He

7、atTreatment$'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。图3靠近锅筒内侧绌垢的锅炉俐饭断}J表面形貌Fig．3FracturesurfacemorphologyofboilersteelIleal'theinternalsidescale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

8、的条件下易从此开裂。表l钢中夹杂物成分Tab．1Thecompositionofindusioninsteel0MgAISiCaMnFeS硫化物夹杂(受火处)15．8574．709．45硫化物