519宁海锅炉T23钢水冷壁裂纹分析-zhao.pptVIP

现场取样T23钢水冷壁直管母材性能复验 现场取样T23钢水冷壁直管母材性能复验结果 经上述各项理化性能试验，其结果表明所检验现场取样T23钢水冷壁直管母材性能符合ASME SA213及GB 5310中相关要求。 #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——102m #5炉左水冷壁102m外侧（背火面）漏点位置 #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——102m 102m背火面漏点裂纹 102m背火面漏点裂纹相对向火面母材 #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——102m #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——102m #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——102m #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——102m #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——102m 金相结果表明，泄漏管向火面的组织为贝氏体，晶粒度为3-5级，含裂纹的背火面组织有混晶特征，晶粒度为3-8级。该处母材金相组织存在局部晶粒粗大和混晶现象，而在取样直管母材金相检验中并未发现此现象。硬度检测结果表明，母材硬度处在正常范围，但焊缝硬度值较低，无明显存在淬硬组织现象。 裂纹在水冷壁管背火面，主裂纹起源于焊缝与母材夹角，裂纹沿熔合线方向在粗晶区启裂，存在一定再热裂纹特征；但在应力的作用下，裂纹从外壁粗晶区向内扩展，裂纹尖端止于细晶区。主裂纹较宽，宏观发展方向同结构应力方向一致，主裂纹应是应力过大而导致的冷裂纹。但沿熔合线的粗晶区存在晶界弱化现象，晶界处有碳化物析出，如果在应力的进一步作用下，此处也可能将产生沿晶裂纹。经扫描电镜及能谱分析表明断口存在氧化现象，从氧化物颜色判断在较低温度下形成的可能性较大。 #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——102m #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——65m #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——65m 螺旋水冷壁65m处镶嵌板（SA387钢）焊接接头 漏点位于水冷壁管子与镶嵌板焊缝处，位置在与刚性梁焊缝附近，此处结构应力较大。对漏点打磨后进行宏观检验，漏点附近有裂纹存在，如图中箭头所指处所示。该裂纹微观金相检查，焊缝区域金相组织正常，未发现裂纹向焊缝内部贯穿，打磨过程中可能已将部分裂纹去除。漏点附近焊缝区域硬度值正常。结合图示漏点取样管位置结构图，初步认为，该处漏点产生与结构复杂、残余应力较大并存在焊接缺陷有密切关系。 #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——65m #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——49m #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——49m 漏点位于水冷壁向火面管子与鳍片焊接接头，该处叠加了埋弧焊及手工焊焊缝。微观金相检验表明，主裂纹启裂于手工焊焊趾处，从外壁粗晶区沿热影响区向内扩展，裂纹尖端止于细晶区。主裂纹较宽，宏观发展方向同结构应力方向一致。附近有一条与主裂纹平行的次裂纹，但长度较短宽度较窄，裂纹处存在氧化现象。上述特征表明该裂纹具冷裂纹特征。 金相检验同时表明裂纹扩展有沿晶特征，并且主裂纹启裂处在粗晶区发现沿晶微裂纹，这些现象表明也可能具有再热裂纹特征。 #5炉裂纹现场取样裂纹试样分析——49m T23钢水冷壁组件出现裂纹原因综合分析 T23钢材料及其焊接性分析 1. T23钢的冷裂纹倾向 根据住友及VM等有关资料介绍，T23钢对冷裂纹的敏感性很低，其无裂纹倾向的预热温度为室温20℃，在焊接薄壁、小直径锅炉受热面管子时，若环境和工件温度在20℃以上，就可以不做焊前预热。并据有关试验结果显示，根据斜Y型拘束裂纹试验得到，裂纹敏感性大致是按T23—》P91—》T22的顺序依次增大。但是根据上锅厂生产实践表明，T23钢有一定的冷裂倾向，试验结果如图所示。因此对于厚壁大拘束构件的焊接，还是推荐做适当的预热，可有效的防止厚壁大拘束情况下冷裂纹的产生。 2. 扩散氢的影响 焊接过程中焊接材料母材表面及保护不好均会使焊缝金属氢含量增高，而扩散氢会导致氢脆，促使冷裂纹倾向增大。随着钢材碳含量CE的增大，氢脆敏感性必随之增大。T23钢水冷壁现场安装焊接的过程中，由于现场处在海边，空气湿度大，条件比较恶劣，母材及焊接材料不可避免的存在潮湿等污染，从而在焊接过程中引入扩散氢，并且在安装焊接的过程中未进行焊后热处理，从而使其扩散氢含量有可能增大。 T23钢水冷壁组件出现裂纹原因综合分析 2. T23钢再热裂纹倾向 再热裂纹是指焊后对焊接接头再次加热时所产生的开裂现象，焊后未经再次加热并无裂纹产生。再热裂纹的特征是沿晶开裂，开裂的前提条件是：①存在焊接残余应力，②存在敏感的化学元素。由于残余应力的作用，在一定高温范围加热时，应力松弛应变超过蠕变塑性，以促成再热开裂。 据文献报道，上海锅炉厂曾进行了“HCM2S钢（T23钢）再热裂纹敏感性试验研究”的相关工作。通过斜Y型拘束焊接试验方法对T23钢的再