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火力发电厂过热器管晶间腐蚀原因分析及对策

2021-12-02罗海森

科技创新与应用 2021年34期

罗海森

(国能江西电力有限公司,江西 南昌 330001)

晶间腐蚀是金属局部腐蚀的一种,它沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展,大大降低金属的机械强度,而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍会保持一定的金属光泽,通常看不出被破坏的迹象,但晶粒间结合力显著减弱,力学性能恶化,是一种危险极大的腐蚀,通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。在火电厂,晶间腐蚀是奥氏体不锈钢焊缝的一个重大问题,严重威胁锅炉过热器的安全运行。

1 火电厂过热器管晶间腐蚀的危害和分析

1.1 晶间腐蚀的产生原理

不锈钢在腐蚀介质作用下,在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上,当温度升高时,碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。室温时碳在奥氏体中的溶解度很小,约为0.02%~0.03%,而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值,多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并和铬化合,在晶间形成碳化铬的化合物,如(Cr,Fe)23C6等。当晶界中铬的质量分数低到小于12%时,就会形成所谓的“贫铬区”[1],在腐蚀介质作用下,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,从而产生晶间腐蚀。火电厂过热器管因晶间腐蚀管材发生爆裂如图1、图2 所示。

图1 过热器晶间腐蚀管材和现场爆口

图2 断面内壁附近多条沿晶裂纹

1.2 火电厂过热器管材质选择和检修安装不当

近年来,我国电力工业快……

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