通過觀察燃氣(qì)防爆加熱器(qì)的爆口處塑性變形量較大,管徑明顯脹粗,斷口表麵(miàn)粗糙,具有承(chéng)受拉(lā)應力作用而發生(shēng)韌性斷裂的情形。斷口的中心位於壓力(lì)表接管座角焊縫外表麵的熔合線上,表明詶為裂紋的起始點。焊縫熔合線及其熱影響區是筒體黑(hēi)性能薄弱的(de)部位,在拉應力作用下會優先(xiān)萌生裂紋源,並在局部形成應力集中,從而裂紋加速擴展,直到出現斷裂的情況(kuàng)。
燃氣防爆加(jiā)熱器爆破處(chù)
由於該管座與筒體采用(yòng)騎坐式角焊縫連接,角焊縫雖(suī)然完(wán)好,斷口也(yě)未見焊接缺陷,而且(qiě)該類型連接焊縫對筒體(tǐ)母材材質及強度的影響範圍較小 ,因此可排除焊接缺陷引發(fā)筒體爆破的(de)可能。另外 ,電加熱單(dān)元法蘭上(shàng)部(bù)表(biǎo)麵油漆脫落(luò)且發藍現象反(fǎn)映了該加熱器有嚴(yán)重超(chāo)溫(wēn)運行的跡象 ,而該法蘭下部表麵呈紅褐色 ,表明上部(bù)溫度明顯高於下部。
燃氣防爆加(jiā)熱器爆破裂口
電加熱器筒體的化學(xué)分析結果符合(hé)有關標準(zhǔn)的技術要求 ,表明材料使用得當(dāng)。
燃氣防(fáng)爆加(jiā)熱器爆破裂縫
金相檢查結(jié)果顯(xiǎn)示 ,電加熱器筒體幾處有代表性部位的金相組織存在明顯差異 ,這是由於筒體各處承受了不同(tóng)程度的超溫工況而(ér)產生了不同程度的(de)過熱組織。其中 ,爆口中心 (筒體(tǐ)中間上部 )承受的過熱溫度高 ,已超過材料的 AC3點(diǎn) ( 855 ℃) ,其餘受檢部位 (除靠近封頭(tóu)部位 )的過熱(rè)溫度也已超過材料的 AC1點 (735 ℃)。由於電加熱裝置是分(fèn)組控(kòng)製的 ,所以(yǐ)判斷停(tíng)機後的電加熱裝置實際(jì)上並未完全停止工作 ,隻有(yǒu)分(fèn)布在筒體下部的個別加熱單元停止工作 ,從而導致筒體(tǐ)受熱不均 ,這與法蘭外觀表象一致(zhì)。隨後的電加熱器控製保護係統檢測證實了上述判斷。金相檢查還發現(xiàn)爆口邊緣橫斷麵分布有許多孔洞。分析(xī)認為 ,工作狀態下的電加熱器筒壁主要承受拉應力作(zuò)用 ,隨著環境溫度的升高 ,材料的屈服強度和(hé)抗拉強度 (這裏指高溫強(qiáng)度 )不斷下降。同時 ,筒體內介質壓力逐步上升(shēng) ,當拉應力超過材料的屈服強度時 ,在筒(tǒng)壁的應(yīng)力集中區(qū)域內部的晶界、第二相、夾雜物等處產生微裂紋 ,微裂紋長大並串通形成孔洞 ,終導致筒壁斷裂。
易發(fā)生燃氣防爆加熱器爆破部位
硬度測試結果發現 ,相對於 A點而言 ,B點的硬度(dù)值略有升高 ,而 C、D兩點的硬度值則略有降低。這是由於 A 點組織完全(quán)相變後細晶強化的效果 ,而 C、D兩點因出(chū)現不完全相變組(zǔ)織使其硬度值略有下降。
上述分析表明 :機組停運後(hòu) ,筒體內介質(zhì)停止流動 ,筒體因密閉其內壓力保持恒定 ,但此時由於電加熱器控製保護係統存在(zài)缺陷 ,電加(jiā)熱裝(zhuāng)置實際上並未完全停止(zhǐ)工作 ,使筒(tǒng)體內(nèi)溫(wēn)度和壓力不斷升高(高溫度(dù)超過 AC3點 855 ℃) ,筒體材料的強度(dù)不斷下降(jiàng)。當(dāng)筒壁所承受的拉應力超(chāo)過材料的屈服強度甚(shèn)至抗拉強度(dù)時 ,在筒體溫度(dù)高區域的(de)薄(báo)弱環節 (即管座角焊縫熔合線及(jí)熱(rè)影響(xiǎng)區 )優先萌生裂紋 ,並在局部形成應力集中 ,進而使該處筒壁(bì)內部產生許多孔(kǒng)洞 ,隨後(hòu)裂紋加速擴展直至終筒體爆破。
通(tōng)過上麵的多方位圖(tú)文分析(xī),基本可以確定:
該燃(rán)氣(qì)發電(diàn)廠電加(jiā)熱器因控製保護係(xì)統存在缺陷 ,停機後電加熱裝置實際上並未完全停止(zhǐ)工作(zuò) ,令其經受嚴重超溫工況導致筒體發生短時過熱爆破。
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