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锅炉T91高温过热管爆管失效分析

2021-06-28张海华赵俊卿唐国喜

中国金属通报 2021年7期

张海华,赵俊卿,于 雷,唐国喜,刘 欢

(吉林建龙钢铁有限责任公司,吉林 吉林 132000)

T91钢是国内锅炉用钢的主力钢种之一,多用于壁温不高于600℃的过热器,它是在9Cr1MoV钢的基础上适当降低碳含量,严格控制硫、磷含量,同时加入钒、铌、氮等合金化元素进行微合金化处理,它具有较高的室温抗拉强度和优异的高温持久强度,良好的高温抗氧化性和耐蚀性,低的热膨胀系数和良好的导热性,T91管具有良好的整管弯曲加工性能。

某厂锅炉高温过热器从左往右第37屏蛇形管出口端距顶棚约2米位置发生爆管,该管服役7年有余,设计材质为SA-213 T91,规格为φ38mm×5mm,管内输送温度为540℃的脱盐、脱氧水蒸气,流量为25t/h,额定压力为13.7Mpa,外部工作环境为含硫烟气,温度约900℃。

1 样品宏观状态

图1 宏观状态-爆口形貌

图2 宏观状态-管内壁裂纹

样品为爆管的一部分,宏观可见爆口处有明显的涨粗变形和撕裂现象,管外壁有明显氧化层,质地较硬;管内壁也有较厚的氧化层,部分氧化层可见沿纵向分布的裂纹,见图1和图2。经数显千分尺测量,爆口处壁厚已减薄至约3.96mm,在管子的另一端测量壁厚为4.57mm。

2 化学成分

在爆口附近加工试样进行化学成分分析,分析设备为ARL8860直读光谱仪,分析结果见表1,表内同时列出了T91化学成分规范值。

3 力学性能

受样品尺寸影响,无法进行拉伸试验检测,按照《GB/T4340.1-2009 金属维氏硬度试验 第1部分:试验方法》进行维氏硬度检测后换算成强度值,维氏硬度检测结果及换算后强度见表3,表内同时列出了T91力学性能规范值。……

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