【摘 要】
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2.25Cr-1Mo钢是一种以Cr、Mo为主要合金元素的低碳低合金结构钢,在高温下具有较高的强度和抗氧化性,并具有良好的焊接性,因此广泛应用于石油化工、电力以及核能行业等高温承压设
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2.25Cr-1Mo钢是一种以Cr、Mo为主要合金元素的低碳低合金结构钢,在高温下具有较高的强度和抗氧化性,并具有良好的焊接性,因此广泛应用于石油化工、电力以及核能行业等高温承压设备中。 本文针对使用近15万小时且多次修复的2.25Cr-1Mo材质的废热锅炉进行分析,对管箱接管焊缝旁母材取样,并通过对切取试样进行镶嵌、粗磨、细磨以及抛光和侵蚀后,对其显微结构进行观察和分析,发现取样材料中存在多条相邻的裂纹,主要沿原奥氏体晶界扩展,裂纹细长,存在少量二次分支,几乎在同一平面内扩展;裂纹间存在较深的孔穴以及碳化物,表明裂纹的形成与碳化物形成所造成的材料劣化以及在高温临氢环境下的服役有关。 采用有限元分析软件ABAQUS,对废热锅炉管箱接管部位的不连续连接处受内压载荷和温度场作用下的应力进行了数值模拟。在考虑温差应力和不考虑温差应力条件下,废热锅炉管箱接管及其附近筒体中的Mises应力都较大,这与该部位的结构不连续相关。在各应力分量中,周向应力最大,但沿各条路径进行的应力评定都合格。 鉴于设备维修后继续投入使用,需综合分析评估设备后期运行状况,一方面基于废热锅炉硬度预测废热锅炉的剩余寿命;另一方面,根据GB19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》,对废热锅炉管箱接管焊缝及其附近简体中检测到的最深裂纹进行安全评定,得到该尺寸的裂纹是危险的缺陷;最后通过对最深裂纹及裂纹长度和深度进行平均处理后得到的裂纹尺寸,均得到K1≥K1H,即裂纹会不断扩展。但如果裂纹尖端的氢浓度增加,以及接管焊缝和其附近母材中出现的多条相邻裂纹间的相互影响,裂纹还是有可能快速扩展的。因此,后期运行一定要重点监控,避免超温差压,并尽快更新设备。
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