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第卷/年第期湖南电力研究与试验
发电厂冷凝器黄铜管的断裂失效分析
徐国富。,牟申周。,李宏英,尹志民。
. 中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙;.长沙铜铝材有限公司,湖南长沙
摘要:借助化学分析、, 及等测试手段,对断裂失效的某发电厂冷凝器
用锡黄铜管进行了分析。结果表明,断裂失效的原因主要是应力腐蚀和腐蚀疲劳。并根
据断裂机理,提出了预防措施。
关键词:冷凝器;断裂失效;应力腐蚀;腐蚀疲劳
中图分类号:; 文献标识码: 文章编号:———


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某发电厂号机组安装了长沙铜铝材公司生产纹。观察主裂纹断口比较整齐。断口表面明显呈种
的锡黄铜冷凝器管,在装机运行不到即发状态:与胀接区相对应的不均匀塑性变形区,其断
生断裂失效,为确保汽轮机组的正常、安全和经济口的颜色呈棕红色,是腐蚀的迹象,且断口已磨平;
运行,特对其进行了失效分析。分析认为主裂纹方向是沿着圆周扩展的,但疲劳源
的特征不明显;在裂纹中还可见到二次裂纹。其余
失效分析
区域则呈金属光泽,具有瞬间开裂的特征。
. 宏观分析. 化学成分分析
管外壁表面平整光滑、无点腐蚀迹象,呈深褐查制造厂提供的资料;黄铜管牌号为一
色,断处宽约~,断周围范围内颜色渐,采用中频感应熔炼一水平连续铸坯一反向挤压
浅;在断口处沿圆周有几处管壁下凹,下凹处有腐~ 拉伸一退火的工艺生产,出厂前对铜管进行了全
蚀迹象,腐蚀处管壁稍有减薄,呈棕红色。管外壁数涡流探伤,按批次抽样进行了拉伸力学性能检测
看不到其它裂纹,用实体显微镜×观察未见和扩口、压扁、内应力试验,各项指标合格,合金
到裂纹。管内表面呈土黄色,平整光滑,与管外壁成分见表,其中号是同时装机而未断裂的管子,
下凹处相对应的管内壁出现下凹现象;用实体显微号是断裂失效的黄铜管,各项数据均符合/
镜观察,可以断定是胀接工艺产生的不均匀塑性变—的要求。
形区,可见到少量的呈深褐色的点腐蚀迹象,在管. 微观分析
内壁的塑性变形区中有一些与管外壁相应的裂纹, 用带能谱附件的场发射扫描
也有与主裂纹相连接的二次裂纹,大多垂直于主裂电子显微镜对失效的冷凝器黄铜管断口及
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收稿日期;
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研究与试验湖南电力第卷/年第期
表黄铜管的化学成分
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号. . . . 余量
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裂纹进行形貌和成分分析。由于断裂均发生在个
隔板中间,铜管呈横向断裂,断裂形貌相似,断口较
平整,为脆性断口,断口特征与应力腐蚀机理相吻合
图。管壁无明显减薄及磨损,未发生断裂的铜管
图失效黄铜管内壁腐蚀产物的射线衍射谱
内外壁未发现明显腐蚀迹象;断口旁内壁有与断口
平行的横向小裂纹,长约,裂纹较宽。断口处
中间层为铜锈腐蚀产物,去除腐蚀产物后可见紫铜
色,呈脱锌特征。表的能谱分析结果也证明了这一
点。
一
图裂纹的微观形貌
图腐蚀产物的微观形貌及分析
表失效黄铜管的能谱分析结果
内外介质不同