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P91材质管道硬度检测分析

发布时间: 2024-01-04         点击:541次        

01


概述

某电厂#1锅炉内部检验项目在实施过程中,发现局部锅炉范围内管道硬度值不满足相关标准。为分析原因,对硬度异常部位进行割管,对其材质及力学性能进一步检测复核。割管位置、材质、规格见表1。割管照片见图1。

表1 割管情况明细表

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图1 割管照片

02

试验分析

1. 表面硬度


采用便携式里氏硬度计对割管表面进行硬度检测,均匀选取检测点:选取3­–­­4个横截面,每个截面为圆周方向4等分位置,如图2所示;在割管内壁选取两个位置进行检测,如图3所示。

经检测,两根异径管内外壁全表面硬度值基本均匀,检测值均不超过140HBHLD,低于标准DL/T 438-2016中对P91材质管件硬度的要求(180–250HB)。

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图2 割管外表面里氏硬度检测示意图
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图3 割管内表面里氏硬度检测示意图

2. 光谱分析

使用便携式直读光谱分析仪分别对试样进行成分分析,检测结果表明试样#1、#2均符合标准要求,见表2­­–3。

表2 #1试样元素分析结果

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表3 #2试样元素分析结果

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3. 取样硬度检测


对两个割管分别取全壁厚试样,如图4所示。#1管取一个试样,编号为#1;#2管在大直径侧和小直径侧分别取样,共2个,分别编号为:#2-大头侧、#2-小头侧。使用布氏硬度计分别在试样的横、纵截面的外壁侧、芯部、内壁侧进行硬度检测,检测位置示意图见图5,检测结果见表4。结果显示试样各部分硬度值均低于标准要求,不合格。

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图4 硬度试样示意图

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图5 布氏硬度检测示意图

表4 布氏硬度检测值

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4. 强度检测

根据标准加工单轴拉伸试样(直径Φ10),如图6所示,使用万能试验机对试样进行试验。#1管取试样3个;#2管在大直径侧和小直径侧各取试样3个。试验结果见表5,试样抗拉强度、规定非比例延伸强度均不满足标准要求,不合格。
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图6 拉伸试样示意图
表5 拉伸试验结果
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5. 金相检测
对#1管取1个试样;#2管大直径侧和小直径侧分别取样1个。使用倒置式金相显微镜对试样横、纵截面的外壁侧、芯部、内壁侧分别进行分析拍照。金相照片见图7,放大倍数见标尺。各试样不同截面、不同位置金相组织均为铁素体+碳化物,马氏体形态消失,组织异常。
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03

总结

从上述各项检测结果可知,割管部件表面硬度、取样位置硬度、强度检测以及金相检测均不符合标准要求。造成上述不合格的原因,一是部件在高温高压环境下长期运行出现失效,二是部件本身在出厂时硬度就处在标准下限值或低于标准下限值。为保证机组安全有效运行,建议对此异径管进行更换或返厂处理。




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