某350MW汽轮机高压叶片断裂失效分析

对某电厂350MW汽轮机断裂的高压叶片及相邻叶片(材料22Cr12NiWMoV)进行宏观形貌、化学成分、金相组织以及扫描电镜和元素能谱分析,结果表明,叶片材质满足技术规范要求,且无明显腐蚀现象;对失效叶片的仿真计算表明,叶片在正常情况下应力及振动特性符合要求。失效叶片裂纹源处的磨损特征表明叶片可能存在松动的问题。叶片在某松动条件下的仿真表明,松动叶片的频率将大幅下降,并可能落入危险共振频率区域,该叶片将发生高频扭转振动,振动传递至叶根处,造成叶片的疲劳断裂。

电机铜铝接线端子失效机理

铜铝接线端子可以降低构件重量和成本、发挥各自材料的性能优点,是现役电力系统中重要的连接部件,在电力系统中应用广泛。针对某电厂运行6年后发生开裂的电动泵电机铜铝接线端子,分别通过宏观检查、化学成分分析、金相检验、扫描电镜分析和X射线衍射分析等试验进行原因分析。结果表明,接线端子接头存在焊接工艺控制不良,导致接头存在塑性变形不完全、铜夹渣、孔洞等缺欠。在服役过程中,腐蚀介质在上述缺欠处聚集进而发生电化学腐蚀,裂纹萌生并进一步扩展。

锅炉受热面管服役前的几种缺陷识别与分析

针对某批已安装但未服役的锅炉受热面管进行了材质检验,发现存在折叠、直道、内壁腐蚀、晶间微裂纹、弯头硬度过高等问题,针对上述问题进行了分析探讨,并给出了相应的处理建议。

P91钢蠕变-疲劳交互作用应变特征与寿命预测

对电厂用关键材料P91钢在546℃下进行应力控制的蠕变疲劳交互作用研究,分别对滞回线,全应变范围,平均应变和非弹性应变进行分析和讨论。基于应力控制蠕变-疲劳交互实验特点,考虑了上下保载时间对寿命的影响,采用改进型的频率修正法对P91钢进行寿命预测。研究结果表明:应力控制下的蠕变-疲劳交互作用,使P91钢呈现兼有循环蠕变与静蠕变的失效形式,随着循环数的增加,滞回线向右移动:非弹性应变影响了蠕变-疲劳交互寿命,其增长速率随着材料寿命的减小而增大。寿命预测结果与试验结果吻合较好,95%的数据点落于2倍误差带范围之内。研究结果为P91钢蠕变疲劳寿命预测提供了理论和实验基础。

某超临界机组主蒸汽管道用P91钢热挤压三通失效分析

某超临界参数直流锅炉高温过热器出口三通在累计运行近5?104h后发生泄漏。对该失效三通进行解体,采用宏观检验与微观组织观察、力学性能检验、有限元蠕变应力分析等方法,开展裂纹观察分析、材质性能评价,并结合厚壁三通的生产工艺进行原因分析。研究结果表明:三通本体、主裂纹附近及相邻管均未出现明显的长时蠕变空洞、组织严重老化等特征,无明显因运行导致的组织过热特征,强度校核满足设计要求。主裂纹直管肩部过渡区内壁内凹带处启裂,并向外壁扩展。该裂纹在三通热挤压成型过程中形成,在服役过程中进一步扩展直至断裂失效。

核电厂高强度螺栓的氢脆和应力腐蚀问题

高强度螺栓发生氢脆(hydrogen embrittlement,HE)和应力腐蚀(stress corrosion,SCC)事件直接威胁核电厂安全运行。该文介绍国内核电厂高强度螺栓HE和SCC问题现状,分析了失效机理、规律和控制难点,给出对策建议。在2015—2019这5年时间里,国内核电厂共发生了 22起高强度螺栓HE和SCC事件,其中,内氢脆(internal hydrogenembrittlement,IHE)、阳极溶解型应力腐蚀(anode dissolution type of stress corrosion cracking,AD-SCC)和氢脆型应力腐蚀(hydrogen embrittlement type of stress corrosion cracking,HE-SCC)事件分别占比18%、27%和55%,与强度过高有关的事件占比55%。HE和SCC问题与时间高度关联,具有明显的慢性、偶发和随机性特征,已经成为国内核电厂高强度螺栓安全服役的主要威胁,应引起监管部门关注。长远看,建立针对高强度螺栓HE和SCC问题的行业标准、研究和使用可以有效阻断腐蚀介质到达螺栓表面的新方法、开发新型抗HE和SCC的高强度螺栓,是治理该问题的长久之策。

某超临界机组锅炉过热器管爆管原因分析

通过化学成分分析、力学性能测试、宏观和微观检验等手段对某电厂末级过热器T91钢管爆裂的原因进行了分析。结果表明:爆管具有短时超温运行的特征,爆口附近发生明显的塑性变形,材料显微组织老化严重,力学性能显著下降。导致爆管超温运行的原因可能是两异径管接头处焊瘤和管内壁剥落的氧化皮在下弯头处堆积造成高温蒸汽堵塞,从而引起管壁局部短时超温。

12Cr1MoVG钢弯管热处理工艺对其组织性能影响

某机组12Cr1MoVG钢弯管后硬度偏低,分析认为是弯管热处理工艺不当所致,提出了加快正火冷却速度、延长回火保温时间的热处理工艺改善方法。通过理化检验,得到材料硬度与金相组织结构、材料力学性能之间的关系。

手动截止阀内漏原因分析

针对某核电厂手动截止阀运行期间发生的内漏,采用宏观检查、硬度试验、金相检验和扫描电镜分析等进行实验研究。结果表明,在高温高压的汽液两相流作用下,阀座基体和密封面堆焊层发生金属缺失导致阀门内漏,密封面堆焊质量不佳加速了阀门内漏的速度。建议严格控制制阀质量,特别是密封面封焊质量,确保堆焊层尺寸满足产品设计要求。

异种钢焊接接头熔合线附近块状铁素体的彩色金相鉴别方法

在对进口及国产受热面管T92-S30432异种钢焊接接头进行常规金相检验时发现,在T92钢侧熔合线附近有块状组织析出。采用先浅侵蚀再染色的复合彩色金相显微组织显示方法并结合显微硬度测度以及能谱分析等方法,对该块状组织进行定性分析以鉴别该块状组织。结果表明:采用该彩色金相显示方法得到显微组织的衬度和清晰度都较高,较好地弥补了黑白金相的不足,可以有效地鉴别出该异种钢焊接接头熔合线附近的块状组织为铁素体相。

CoCrNiAlY涂层制备工艺对组织形态及高温氧化行为的影响

为了研究CoCrNiAlY涂层微观组织结构对高温氧化行为和剥落行为的影响规律,采用激光熔覆技术和等离子喷涂工艺在718高温合金表面制备CoCrNiAlY涂层,观察其微观组织形态。利用XRD和SEM对1150℃高温氧化试验样品进行氧化层物相分析和形貌观察。结果表明,激光熔覆制备的CoCrNiAlY涂层中形成了胞状亚结构的等轴晶凝固组织,相对于等离子喷涂制备的CoCrNiAlY涂层结构更致密,具有更优异的抗高温氧化性能。在高温氧化过程中,等离子喷涂CoCrNiAlY涂层生成了以Cr_2O_3结构为主的复合氧化膜。激光熔覆CoCrNiAlY涂层生成Al_2O_3结构的单一氧化膜,而且熔覆层中原位形成的Y_2O_3钉扎作用能有效提高氧化膜的抗剥落性。文中系统分析讨论了两种不同工艺制备的组织形态对高温氧化膜形成机制的影响,激光熔覆涂层在高温下主要是以界面扩散方式形成致密的Al_2O_3膜,等离子喷涂涂层在高温下以界面反应的方式快速形成Cr_2O_3复合氧化膜。

17-4PH不锈钢阀杆的断裂原因

某电厂核级手动截止阀阀杆(材质为17-4PH马氏体不锈钢)运行约6 a后,发生断裂,通过宏观检查、化学成分分析、力学性能测试等分析了失效原因。结果表明:基体材料晶界粗化,在海水系统中,阀杆表面出现较多点蚀坑,点蚀和晶间腐蚀的共同作用最终导致阀杆断裂;材料在海水环境中不耐蚀以及热处理工艺不当是引发阀杆断裂的主要原因。

高温过热器T91钢管爆管原因分析

开展宏观检查、力学性能试验、硬度试验和金相检验,研究了某电厂350 MW亚临界机组T91高温过热器管服役120000 h发生爆管的原因。结果表明：爆口呈喇叭状,边缘锋利,具有典型的塑性变形特征。爆口组织严重老化、力学性能均接近或低于标准要求以及氧化皮堆积等导致管壁在高温下运行时承受的应力超过了其屈服极限,造成短时超温爆管。

电站连接螺栓断裂失效分析

采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、扫描电镜分析等方法,分析了某核电减速机轮毂与辐条连接螺栓的断裂失效原因。结果表明:螺栓断裂是由于螺栓松动后,辐条上下滑动,使螺栓承受较大的剪切应力,最终导致其多源双向疲劳断裂;螺栓材料中存在大量超尺寸脆性硅酸盐类夹杂物,在一定程度上加速了疲劳裂纹的形成和扩展。

锅炉用TP310HCbN缩口管裂纹分析

某超超临界锅炉后屏过热器过渡段采用TP310HCbN缩口管与T92钢管对接,出厂前检测发现TP310HCbN母管侧有裂纹。对TP310HCbN母管取样,进行应力分析、化学成分分析、硬度检查、金相检验及断口微观分析。研究结果表明：TP310HCbN管侧裂纹并非由焊接引起;TP310HCbN钢管缩口时,产生了较大的残余应力及钢管表面形变硬化,随后的固溶热处理未能充分消除这些影响,导致沿晶裂纹在外表面产生。为了消除形变的影响,需采用电加热工艺进行低温固溶热处理。

给水除氧器系统疏水管道焊接接头开裂分析

通过宏观检查、化学成分分析、硬度试验、金相检验和扫描电镜分析等试验,分析了某核电厂给水除氧器系统疏水管道焊接接头在运行过程中发生开裂的原因。研究结果表明,在交变载荷作用下,裂纹在疏水管焊接接头应力集中部位萌生并以疲劳方式扩展,焊接部位承受较大应力和焊接质量不佳是引发接头开裂的主要原因。

循环流化床锅炉高温过热器泄漏原因分析

某电厂循环流化床锅炉用15CrMoG钢高温过热器在服役22 000h后的水压试验中发生泄漏。采用宏观检查、化学成分分析、硬度试验、金相检验、扫描电镜与能谱分析等方法对其泄漏原因进行了分析。同时,提出了相应的改进措施。结果表明:高温过热器管内电化学腐蚀和管外烟气腐蚀共同作用造成壁厚严重减薄,最终导致管道泄漏。

电站锅炉过热器管爆管原因分析

针对某电站锅炉过热器管在运行时出现爆管的问题,分别采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试和金相检验等手段进行了全面分析与讨论。结果表明:长时超温运行是造成爆管的主要原因。另外,弯头未经固溶处理或固溶处理不充分,以及内壁氧化皮的大面积脱落也加速了管子的开裂。

发电机密封油系统安全阀断裂失效分析

针对电力行业中某发电机密封油系统灰铸铁安全阀在安装过程中断裂失效问题,对其进行了宏观分析、拉伸试验、金相检验、断口微观分析等检验,分析了其断裂原因。结果表明:该安全阀断裂模式为典型的灰铸铁脆性断裂;安全阀强度偏低和安装工艺不当,是导致其发生脆性断裂的主要原因。最后提出了预防措施。

核电厂应急柴油机动力单元组件损坏原因分析

某核电厂MTU956应急柴油机在月度定期试验中,突发A1-B1缸动力单元组件损坏故障,造成多个组件损伤。其中,主润滑油管道被击穿引起柴油机润滑油压力低,致使保护停机,使电厂遭受巨大经济损失。本文主要通过对损坏组件的材料学全面检测分析,综合分析结论确定A1-B1缸动力单元组件事件发生的根本原因为曲轴制造阶段残留金属异物导致连杆大端轴瓦烧毁,并提出了监测建议,对核电厂应急柴油机运维具有重要意义。