谢 亿 屈国民 陈红冬

（湖南省电力公司科学研究院， 湖南 长沙， 410007）

中压内缸螺栓断裂原因分析

谢 亿 屈国民 陈红冬

（湖南省电力公司科学研究院， 湖南 长沙， 410007）

采用宏观形貌观察、化学成分分析、金相组织观察与力学性能试验等方法，对某发电厂中压内缸螺栓断裂原因进行了分析。结果表明，该螺栓在装卸过程中温控不当，导致螺栓内壁过热、灼伤，微观组织恶化，硬度偏高，最终断裂失效，并提出相应的建议。

螺栓；断裂分析；显微组织

1 事故概况

某电厂一台亚临界机组在 2009 年 6 月大修揭缸检查时发现中压内缸有一根螺栓断裂，其规格为 M60 ×863.6mm， 材 质 不 确 定 ， 可 能 为25Cr2Mo1V 或 20Cr1Mo1VTiB。 该机组于 1990 年底投运，首次出现中压内缸螺栓断裂情况。

2 检测试验

2.1 宏观检查

螺栓断裂位置在螺杆部位，试样实物及断口宏观形貌如图1 （a） 所示。 从宏观照片中可以看出断裂起源于螺栓内壁凹坑处，该凹坑直径大约为13mm， 其附近内壁发黑， 见图1 （b）。 同时断口可见裂纹扩张的辉纹，具有疲劳断裂的特性。

图1 螺栓断口图

2.2 化学成分分析

对螺栓进行了化学成分分析，试验数据见表1。 对比 DL/T 439-2006 《火力发电厂高温紧固件技术导则》[1]， 可以明确材质为 20Cr1Mo1VTiB， 且各元素成分含量满足标准要求。

表1 螺栓的化学成分试验数据 （W t%）

2.3 显微金相组织

20Cr1Mo1VTiB 钢在国内又名蒸汽 2 号， 具有良好的综合性能， 常用于工作温度小于 570℃的火力发电厂高温螺栓和阀体[2]。 20Cr1Mo1VTiB 钢正常组织为回火贝氏体，如图2所示。

图2 20Cr1Mo1VTiB 钢正常组织， 500×

图3 是失效螺栓凹坑附近的取样，箭头方向表示从内壁到外壁的顺序。……