废热锅炉简体环焊缝开裂失效分析.pdfVIP

失 效 分 析 与 寿 命 评 估 C石orros油ionP化rotec工tionin腐Petr蚀ochem与icalI防ndust护ry 2 0 1 1 ，2 8 (2 ) ·57 。 废热锅炉简体环焊缝开裂失效分析 何家胜 ，陈 才 ，彭丹柳 ，杨 红 ，刘 杰 f1．武汉工程大学机械工程学院，湖北 武汉 430074； 2．湖北宜化集 团楚星化工股份有限公司，湖北 宜昌 443311) 摘要 ：某化工公司 16MnR废热锅炉筒体环焊缝上多处开裂失效。经对开裂试样进行化学成分、宏微 观 断口、显微组织和能谱等分析。同时结合筒体的受力状况和断裂力学的基本理论，对筒体环焊缝的失效 开裂过程进行 了分析 。另外结合此废热锅炉筒体 的具体工作环境及制造工艺进行 了综合研 究。结果表明： 废热锅炉焊缝开裂是 由腐蚀造成的，同时水质不良加速了裂纹的扩展 。 关键词 ：16MnR 废热锅炉 腐蚀 失效分析 中图分类号：TG172．8 文献标识码：B 文章编号：1007—015X(2011)02-0057-04 1 废热锅炉概况 由表 1可知 ，材质符合 GB6654—1996((压力容 某化工公司 4号合成废热锅炉 (以下简称废 器用钢板》中对 16MnR的要求 。材料的化学成分符 锅)检修投入使用后 ，仅用 了四个月其简体环焊缝 合 GB6654—1996~压力容器用钢板》的规定 。 内表面就出现了多处垂直于焊缝方 向的裂纹 ，见图 2．2 宏观检查 1。更换筒体两个月后又出现 了相同的情况 。此废锅 经磁粉探伤检查 ，环焊缝上已产生多条裂纹 ， 筒体材料为 16MnR，厚度 20mm，直径 1800mm， 见 图 2 长度 4ll8mm。简体焊接所用焊条为 E5015，焊丝 为H10Mn2，焊剂为 HJ402一H08A，废锅壳程介质为 饱和过热水蒸气 ，工作温度为 200 。为探讨开裂 原因，对废锅简体环焊缝进行了相关检查与分析 。 裂 纹 环 焊缝 图 1 废热锅炉焊缝位置 图 2 简体 内表 面环焊缝处裂纹 2 相关检查与分析 从图 2可以看出，裂纹与焊缝方向垂直并 向母 2．1 化学成分 材扩展 ，扩展至母材区后在裂纹尖端上衍生出很多 分别对废锅筒体焊缝 区和母材区取样进行化 的二次网状微裂纹。对其 中一条裂纹取样 ，沿裂纹 学成分分析 ，分析结果见表 1。 面从厚度方向将试样切开 (见图 3)．发现裂纹呈 V“”型由焊缝内表面向外表面扩展。断口附近部分 表 1 化学成分分析结果 ，％ 区域呈棕黑色 ，有腐蚀迹象 (见 图4)。同时可看到 焊缝内表面附近断口平齐，而向外表面扩展方向有明 显的放射状扩展痕迹，裂纹前沿距外表面仅3mm。 收稿 日期 ：2010—09—09；修稿 日期 ：2010—11-23。 作者简介 ：何家胜 (1958一)，男 ，