(2.94)--材料金属构件失效分析.ppt

燃煤电厂非受监金属部件失效案例及原因分析0203040501失效案例失效分析分析讨论结论背景介绍理化检验目录Contents0201背景介绍Background长期以来，由于失效而导致火电机组非计划停机（非停）或降负荷运行的金属部件主要集中在受热面管（水冷壁管、过热器管、再热器管以及省煤器管）、汽水集箱及管道、汽轮机和发电机的金属材料以及高温紧固件等，火力发电厂金属技术监督规程适用范围也限于此。近年来，随着金属技术监督工作的科学化和系统化，由于受监金属部件失效而导致机组非停的频次逐年降低。.0202失效案例Failuecases某电厂600超临界机组投产 运 行约40000h后号主汽阀阀杆发生断裂，该阀杆中心开孔，表面渗氮处理，材料为2Cr12NiMo1W1V钢，断于十字相交的排气孔处，如图所示。断口表面虽然已发生氧化，但在扫描电子显微镜下仍然可以分辨出冰糖状的沿晶断裂特征，断口附近几乎没有塑性变形，且在断口上未发现起裂源，具有一次性过载引起的脆性断裂特征，如图所示。某电厂主汽阀阀杆断裂失效03金相检验MetallographicExaminationtexttexttexttext对该阀杆取样进行金相检验，基体显微组织为板条状的回火马氏体，晶界有明显的碳化物析出，见图c中箭头所指处。断口经打磨、抛光并侵蚀后光学显微镜下观察可见与脆性晶界碳化物分布高度重合的微裂纹，如图d所示。cd硬度试验在金相试样表面进行硬度试验，基体硬度为266HB，低于DL/T-2009技术要求的下限硬度277HB。沿阀杆纵向采用线切割的方式加工标准冲击试样，测得冲击吸收能量Ak=10J,低于GB/T20410-2006对该材料的技术要求（11J）。04失效分析FailureAnalysis 综上可以推断，由于过回火使得阀杆基体中沿晶界析出碳化物，使得材料晶界弱化、硬度降低的同时抵御冲击载荷的能力也下降，最终导致阀杆在服役过程中的冲击载荷作用下于晶界处萌生微裂纹，微裂纹沿脆性碳化物扩展并导致阀杆断裂，而结构最为薄弱的排气孔处优先发生断裂失效。05分析与结论AnalysisandConclusionAddtitle 总结上述非受监金属部件失效的主要原因如下。一是热处理工艺问题，热处理温度、时间控制出现异常或某些工序被忽略，导致材料不能满足设计要求，致使部件在后期运行过程中出现故障。二是设计问题，产品设计时对温度、受力等条件考虑不足，过分重视经济因素，选材等级偏低，导致部件早期失效。三是维护问题，对设备使用过程中发现的安全隐患未能充分认识或不及时处理，致使部件缺陷未能被及时发现和消除。四是焊接问题，不按焊接工艺卡施焊，为了焊接效率任意选择线能量，焊前预热或焊后热处理不规范以及不进行焊接质量检查，是导致此类金属部件失效的常见原因。结论结论 各国和地区标准对于头盔结构和测试项目的规定基本相同，体现了各国对于该类产品认识和要求的一致性。同时各标准在技术要求和治具等方面存在一定差异，这些差异体现了各国对于头盔使用者周边环境和条件的不同认识，其中包括了各国头盔使用者身体外形和体重在统计学上的差别，这些差别不具有明显的优劣和可比性。欧盟标准对于头盔吸收碰撞能量性能测试前进行的人工时效前处理方式的引入，在一定程度上体现了欧盟标准的先进性，相比该前处理方式替代的水浸方式，人工时效前处理方式更加贴近头盔实际使用状态。就测试方法和步骤而言，美国标准相较其他标准作了更加明确的规定，因此相对更加严谨。欢迎各位老师指导THANKYOU