凝汽器铜管断裂原因分析.pdf.pdf

维普资讯
. 华北电力技术
凝汽器铜管断裂原因分析
马崇,陈韶瑜,曹建伟
天津市电力公司技术中心,天津
摘要:某电厂凝汽器更换铜管后运行仅个月,铜管就相继发生断裂,对其进行了失效分析,查明铜管在振动
应力和腐蚀介质的作用下产生了脱锌腐蚀,同时提出了消除振动和对铜管造膜的解决对策,至今该台凝汽器已
安全运行年。
关键词:钢管;断裂;腐蚀;疲劳
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:——

,—,—
,
:.

.
. ,.
:;;;
概述表所示。
表化学成分分析结果%
某电厂凝汽器型号为一—,机组循环水
为闭式循环,机组运行年,本次凝汽器更换新
铜管,铜管规格为×.,材质为—
,运行了仅,铜管即发生相继断裂事故,
断裂大都发生在隔板处。对铜管进行了失效分析,
失效分析中针对此铜管进行了宏观检查、壁厚测由成分分析结果可见,铜管成分符合标准要
求。
量、成分分析、机械性能试验、金相试验、扫描电镜
及能谱分析等试验。. 力学性能试验
对断裂管进行了常温拉伸、压扁及扩口试验,
试验结果结果如表所示。
表力学性能试验结果
. 宏观检查
铜管断裂大都发生在隔板处,其断口为横向
脆性断口,端面有腐蚀产物,铜管外壁无腐蚀现
象;剖开铜管可见内壁有大量腐蚀产物,见图。在
未断裂铜管的内壁发现多处环向裂纹。
. 壁厚测量
铜管经壁厚测量实际壁厚为.~., 经力学性能试验,抗拉强度~ 扩口及压扁
无减薄现象。均符合标准要求。
. 化学成分分析. 内应力氨熏试验
抽查根断裂管进行化学成分分析,结果如取样进行内应力氨熏试验,符合标准要求。
维普资讯
华北电力技术
表能谱分析结果
由能谱分析可见,裂纹处脱严重。
在断口上进行扫描电镜检查,发现靠近内壁
的组织,由于腐蚀的作用,晶粒已变得较圆,并有
。一一—■沿晶腐蚀显微裂纹,见图,外壁腐蚀程度相对内
壁较轻,晶粒棱角清晰,见图中下部分。
图铜管内壁存在大量腐蚀产物在断面的内壁、中间层及外壁取点进行能谱
. 金相试验⋯一●分析,结果如表所示。
对铜管进行金相试验,组织品粒度为可见在断口上内壁脱最严重,由内壁至外
. ,见图所示,截面环向裂纹形貌见壁,的含量逐渐增多,内壁的、、元素含
图所示,裂纹起源于内壁的腐蚀坑,并由内壁量较多,说明水质不良,有污染现象。
向外壁发展。
图腐蚀坑电镜形貌
图铜管的组织晶粒度倍
图铜管腐蚀处网状龟裂电镜形貌
图铜管横截面裂纹微观形貌倍
. 扫描电镜及能谱分析
在内壁裂纹处和断口上进行扫描电镜及能谱
分析。扫描电镜下的腐蚀坑形貌见图,内壁腐蚀
坑有一定深度,致密的组织已被破坏,显得异常酥
松,裂纹形貌呈网状龟裂,为沿晶腐蚀裂纹,见图
。
在不同的位置进行能谱分析,结果如表所图腐蚀严重区域的微观形貌
示。
维普资讯
华北电力技术
为阳极,于是就发生电化学腐蚀,反应如下:
阴极反应:/。。一—
。。。上
阳极反应:。抖
据了解,新铜管在使用前未进行造膜处理,再
有水质不良的问题,加速了脱锌腐蚀。另外,铜管
断裂有疲劳断裂