T22/TP304H异种钢焊接接头性能分析与剩余寿命评估

异种钢焊接在亚临界锅炉中被广泛运用,其焊接接头性能会直接影响锅炉的运行安全和服役寿命。针对已服役20万小时以上的锅炉中带垫板T22/TP304H异种钢焊接接头,采用微观组织观察、常温与高温拉伸试验以及高温持久试验等方法,全面评估了焊接接头的组织形态、力学性能和耐久性。结果表明,TP304H母材及焊缝中有析出物聚集现象,易诱发焊接区域萌生裂纹;长期服役的接头拉伸强度低于ASME标准要求的最低值,力学性能出现较大程度的衰退;通过温度曲线推算法估算,焊接接头的剩余寿命为29 745 h,但其运行可靠性已显著降低,应对接头部位进行检修并加强后期巡检工作。该研究可为T22/TP304H异种钢焊接头的组织与性能研究和设备后续的安全运行提供理论参考。

T22/TP304H带垫板异种钢焊接接头显微组织与力学性能分析

异种钢焊接接头在火电厂锅炉结构中被广泛应用,对存在裂纹的现服役接头进行分析是评价异种钢焊接接头安全问题的基础。借助金相显微镜和扫描电镜对某含裂纹的T22/TP304H带垫板异种钢焊接接头进行了组织形貌分析,焊接材料为镍基合金,并利用显微硬度计和万能拉伸试验机分别对接头进行了显微硬度测试及拉伸性能测试。结果表明:焊缝的显微组织主要为奥氏体、Nb(C,N)析出相和M23C6碳化物;T22侧熔合区存在明显的细晶强化作用,该区域硬度增大,TP304H侧熔合区奥氏体晶粒粗化现象不明显;接头的常温和高温拉伸性能存在明显的劣化情况。

长期服役后TP304H/T22型异种钢焊缝失效原因分析

某电厂进口亚临界锅炉在检修中,发现高温过热器出口管段TP304H/T22型异种钢焊缝从内壁开裂。通过对失效异种钢管样的宏观形貌、规格尺寸、化学成分、显微硬度、显微组织等方面的分析,得出结论:裂纹从内壁的焊接内衬环与母材的未熔合位置起裂,并向焊缝内部扩展;焊缝及两侧母材的规格尺寸、化学成分、显微硬度和显微组织均符合要求;焊接衬环与母材的未熔合界面具有应力集中效应,是异种钢焊缝在设计寿命前开裂的主因。检测试验发现,射线检测和超声相控阵检测均无法有效检出此类裂纹。