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600MW超临界机组TP347H奥氏体不锈钢高温再热器管爆管失效分析

李戈; 陈鹏磊; 张林 华电电力科学研究院材料技术部; 浙江杭州310030

摘要:某电厂600MW超临界机组在一个月内连续发生两起高温再热器爆管泄漏事件,高温再热器管材质为SA-213TP347H,规格为Φ51×5 mm。对管件样品进行综合分析,结果表明,材料的化学成分、拉伸性能及硬度结果均符合美国标准ASTM A213/A213M中对TP347H钢的要求。观察管件样品爆口的宏观形貌,爆口处管壁减薄严重,爆口周围管件表面有明显的蒸汽冲刷痕迹,应为邻近管子发生泄漏后管壁由于蒸汽吹损减薄而形成的二次爆口,非第一爆口位置。在取样管弯头处、直管段、爆口旁分别取样进行显微组织分析发现,奥氏体晶界存在大量析出物。对碳化物进行元素分析,析出物为富铬碳化物及富铌碳化物。从碳化物的分布来看,富铬碳化物仅存在于奥氏体晶界。依据奥氏体不锈钢晶间腐蚀机理,铬以碳化物(多为Cr23C6或(Cr、Fe)23C6)沿晶界析出,造成晶界铬元素贫化。由于贫铬晶界区与晶粒本体钝化性能有差异,会降低奥氏体晶界电极电位,加剧奥氏体钢晶间腐蚀倾向。

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