电站锅炉阀门螺栓断裂原因分析及对策.pdfVIP

程虚阑 石油化工设计 Petrochemical Design 电站锅炉阀门螺栓断裂原因分析及对策 罗广辉，鞠琳莉，刘厚超 ，郑新兵 (中国石油大庆石化公司炼油厂，黑龙江 大庆 163711) 摘要：针对冷凝器节流闸阀的闽盖紧固螺栓突然发生断裂 ，对阀门螺栓进行 了失效分析。从螺栓断 裂的宏观形貌可以看出，螺栓断裂部位不是在螺纹处，而是在螺栓的端帽根部。从断裂面看，应该是前期 就出现开裂，然后发展，最后突然断裂。其次对螺栓断裂面断口进行 了微观检测分析、化学成分、金相分 析和对腐蚀产物进行了能谱分析确认为螺栓加工存在缺陷，导致脆性延迟断裂，引起沿晶开裂。为吸取 教训．加强阀门配件的检查检验。 关键词：电站锅炉 阀门 失效分析 微观检测 沿晶开裂 某石化公司电站锅炉，锅炉冷凝器下降管线 纹。见图2(b)。 的一个节流闸阀的阀盖紧固螺栓突然发生断裂， 造成大量蒸汽泄漏，造成紧急停工，更换了阀门。 冷凝器的介质为 108℃高温水与200℃蒸汽混 合，压力 大约 36kg／cm 。失效 阀门型号 为 嘲一 JZ46W，规格 DN50，2006年6月投入使用 ，使用周 (a)侧面的宏观形貌 (b)螺栓端帽 期接近四年半。阀门的阀盖等部件未发现异常， 图2 断裂螺栓 只有阀盖连接到阀体上的紧固螺栓发生了断裂。 阀门的紧固螺栓为六角法兰面型螺栓，4根紧固螺 2 对螺栓断口进行微观检测分析 栓中的3根发生了断裂，1根未发生断裂。见图1。 将 3个断裂螺栓和 1个断裂端帽用超声波清 洗器反复清洗干净，利用进 口的扫描电镜和能谱 仪观察分析4个断口的表面微观形貌，分析腐蚀 产物成分。从断 口的微观形貌可以看出，断口大 部分区域的微观形貌均为沿晶特征，即裂纹是沿 着晶界开裂的，属于典型的脆性断口。对断口灰 图1 阀门大盖断裂照片 暗色区域进行 200倍 电镜扫描，可以看出沿晶断 口的表面覆盖了一层腐蚀产物，经成分分析，腐蚀 1 宏观检查 产物以氧化铁为主，其中腐蚀产物中存在 c1元素 将 4根螺栓从阀盖 中取出清洗 ，并进行宏观 和 S元素。见 图3和图4。 检查 。螺栓断裂部位不是在螺纹处，而是在螺栓 的端帽根部。见图2。从断裂螺栓断口表面可看 收稿 日期：2011—01—20。 作者简介：罗广辉，男，1997年毕业于北京石油化工学 出，灰暗色区域较大，比较新鲜的区域较小。灰暗 院化工设备与机械专业，获学士学位，2005年7月毕 色区域应该是前期开裂后的断 口受到了氧化腐 业于大庆石油学院机械工程硕士专业，获工程硕士学 蚀，比较新鲜的区域