汽發(fā)生器的失效機(jī)理分析及延壽措施-文庫(kù)吧
2025-07-20 17:07 本頁(yè)面
【正文】 生器發(fā)生振動(dòng)破壞的可能性很小。但從調(diào)查工藝術(shù)操作工況發(fā)現(xiàn)，因稀釋蒸汽發(fā)生器的汽包除霧器有損壞，操作上為避免汽液夾帶，有意降低了汽包液面，控制在此30%左右，但有可能出現(xiàn)汽包下降管中汽液混合進(jìn)入稀釋蒸汽發(fā)生器，導(dǎo)致管束振動(dòng)沖刷腐蝕。管束外表面發(fā)生大面積潰瘍狀腐蝕凹坑（見(jiàn)圖4），蝕坑直徑大小不等，最大可達(dá)20mm左右，腐蝕深度大都深約2mm，已非常接近管壁厚度（）, 最嚴(yán)重的已形成腐蝕穿孔，潰瘍狀腐蝕和坑蝕處有大量腐蝕產(chǎn)物覆蓋，具有垢下腐蝕特征。 圖3 換熱器管束與折流板結(jié)合部腐蝕及斷裂宏觀照片 圖4 換熱管外表面坑蝕及垢層宏觀照片 微觀組織分析換熱器管束用鋼為10＃鋼管，金相顯微組織觀察結(jié)果表明（見(jiàn)圖5），管束用鋼的顯微組織為鐵素體+少量珠光體，晶粒度約6級(jí)，珠光體有輕度球化，組織無(wú)明顯缺陷。 圖5 換熱器管束母材金相顯微組織照片換熱器換熱管腐蝕部位剖面金相顯微組織觀察結(jié)果表明（見(jiàn)圖6），換熱管外表面的腐蝕形式屬于局部腐蝕類型，可以清晰地看出換熱管外表面垢下基體金屬表面先形成微小蝕坑，然后不斷向深處和四周發(fā)展，最終導(dǎo)致?lián)Q熱管外表面垢下形成較大的蝕坑并發(fā)生穿孔失效。 圖6 換熱管剖面（外表面）金相顯微組織照片（局部腐蝕） 力學(xué)性能及化學(xué)成分測(cè)試換熱管材料顯微硬度測(cè)試結(jié)果為180～186 （見(jiàn)圖7）。換熱管材料的成分分析（EDS能譜分析）及力學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)分別見(jiàn)圖8和表3。測(cè)試結(jié)果表明換熱管材料的硬度、力學(xué)性能、化學(xué)成分等無(wú)異常，均符合10＃鋼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[1]。 圖7 換熱管母材顯微硬度壓痕照片圖8 換熱管成分分析EDS特征譜線表3 換熱管材料力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果 材料 性能管束材料洛氏硬度（HRC）18 屈服強(qiáng)度（MPa）225抗拉強(qiáng)度375伸長(zhǎng)率（％）17 斷面收縮率（％）63 微觀腐蝕形態(tài)分析換熱管外表面的掃描電鏡（SEM）微觀形貌如圖9所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，換熱管外表面布滿腐蝕產(chǎn)物。由于換熱器管束曾經(jīng)發(fā)生泄漏事故，因此換熱管部分外表面受到管內(nèi)介質(zhì)（急冷油）的污染，整個(gè)管束外表面可以分為黑色區(qū)（污染區(qū)）和黃褐色區(qū)（腐蝕區(qū)）兩種區(qū)域。 圖9 換熱管外表面微觀腐蝕形貌SEM照片對(duì)黑色區(qū)域（污染區(qū)）的EDS能譜成分分析結(jié)果表明（見(jiàn)圖10），垢層主要由碳元素（泄漏急冷油中的有機(jī)碳）、少量的氧元素（鐵的氧化物或氫氧化物）和硅元素（土壤物質(zhì)或水垢）所組成，表明該區(qū)域垢層組成主要以泄漏污染物（碳元素）為主。圖10 換熱器管束垢樣（黑色區(qū)域）成分分析EDS特征譜線對(duì)黃褐色區(qū)域（腐蝕區(qū)）的EDS能譜成分分析結(jié)果表明（見(jiàn)圖11），垢層主要由氧元素（鐵的氧化物或氫氧化物）、碳元素（泄漏熱油中的有機(jī)碳）和少量的硅元素（土壤物質(zhì)或水垢）所組成，和黑色區(qū)域相比較，該區(qū)域垢層中的氧元素含量明顯上升，表明該區(qū)域垢層組成主要以管束用鋼的腐蝕產(chǎn)物（鐵的氧化物或氫氧化物）為主，由于腐蝕產(chǎn)物成分復(fù)雜以
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