超超临界塔式炉T23水冷壁早期失效分析

对国内多台超超临界塔式炉T23水冷壁早期失效案例进行了统计,对典型失效管样进行宏观和微观分析,测试接头的力学性能,在此基础上分析失效机理及主要影响因素。研究结果表明,失效是由于焊缝产生横向裂纹,裂纹沿晶界扩展。初步判断裂纹性质为楔形蠕变裂纹。合金过饱和固溶使焊缝处于高硬度水平是产生楔形蠕变裂纹的内因,水冷壁密集焊缝结构使接头部位的拉伸应力增大,它与内压应力叠加提供了裂纹形成和扩展的力学条件。降低焊缝硬度和细化晶粒有利于避免失效。

1000MW塔式炉水冷壁T23钢接头短期失效分析

对近年来国内1 000 MW超超临界塔式炉中频发的水冷壁T23接头短期失效案例进行了分析,观察了裂纹的宏观和微观形态,通过OM、SEM和TEM分析了裂纹附近的的显微组织,并测试了接头的力学性能。通过有限元软件模拟了附加应力对裂纹形成的影响。最后在上述此基础上判断裂纹的性质,阐明其形成机理,并提出预防措施。结果表明,裂纹为蠕变沿晶裂纹,沿焊缝横向分布在管子的6点钟或12点钟位置。焊态焊缝形成了较多高硬度的马氏体,其在运行后的室温冲击韧性很低。这种焊缝在水冷壁工作温度下具有蠕变脆性,在结构附加应力和疲劳载荷的作用下易于发生蠕变沿晶开裂。选择低强度等级焊材、进行焊后热处理、细化晶粒和减小水平方向的结构应力有助于抑制裂纹。