12Cr1MoV锅炉过热器管长期过热开裂原因分析

摘要

某厂的12Cr1MoV锅炉过热器管运行39 840 h后发生开裂。宏观检测发现有堵管现象,断口呈厚唇状,表面覆盖着氧化物。采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、能谱仪、透射电子显微镜等测试方法对失效管进行检测。研究表明,堵管物的成分是Na3PO4、Fe2O3和NaFeO2;内壁氧化物在未堵管位置是Fe3O4,在堵管位置是Fe2O3。断口呈沿晶形貌,有沿晶界的二次裂纹和晶界孔洞。靠近裂纹和远离裂纹的金相组织相同,原始态的片状珠光体消失,碳化物在晶界聚集长大,组织发生了严重球化,晶界碳化物是M23C6型碳化物;根据电力行业标准评定材料球化级别为5级。由球化级别和运行时间估算壁温,得知过热器管超温运行。靠近裂纹和远离裂纹的试样的硬度值相近,数值较低,约为135 HV。12Cr1MoV锅炉过热器管的失效模式是高温蠕变开裂,失效主要是由内壁氧化层和堵管物造成的长期过热引起。