（1、哈尔滨锅炉厂有限责任公司 材料研究所 哈尔滨 150046；2、高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室 哈尔滨 150046）
摘要：通过宏观检查、显微组织分析，并结合扫描电镜-能谱检测对某电厂末级再热器用SA-213T91钢管泄漏原因进行了分析。试验结果表明，钢管泄漏裂纹是由内壁向外发展，裂纹内腐蚀产物中氯元素含量为1.77%。综上所述，此次末级再热器T91钢管泄漏是由于氯离子形成缝隙腐蚀造成。
关键词： 缝隙腐蚀；泄漏分析；裂纹；氯离子
Leakage Analysis on RH Finishing Tube in Boiler of a Power Plant
Li Jin-ming1,2, Wang Zhao-ming1,2 ，Liu Xinxing1,2,
（1. Harbin Boiler Company Limited, Material Research Institute, Harbin 150046, Heilongjiang
2. State Key Laboratory of Efficient and Clean Coal-fired Utility Boilers (Harbin Boiler Company Limited) Harbin 150046, Heilongjiang）
Abstract: The leakage reason of the SA-213T91 tube on RH finishing was analyzed by means of macroscopic examination, metallurgical analysis, and scanning electron microscope combined with energy-dispersive X-ray analytical system. It is found that the cracks happen from the inside to outside, the content of chlorine in the corrosion product of cracks is 1.77%. From the discussion above, we can conclude that the leakage reason of the SA-213T91 tube on RH finishing was induced by the crevice corrosion of chloride.
Keywords: crevice corrosion; leakage analysis; crack; chloride
0 引言
火电机组多数设备服役条件苛刻，长期在高温、高压下服役，同时还要经受烟气腐蚀、飞灰吹损、蒸汽氧化等损伤，随着机组的长时间运行，高温部件出现失效的问题也越来越多。
T91钢是由美国燃烧工程公司(CE)冶金材料实验室和美国橡树岭国家实验室合作研制的新型马氏体耐热钢。它是在9CrlMoV钢基础上，通过降低C含量，严格限制硫、磷含量，同时添加微量的Nb、V，控制N含量进行合金强化。由于其热强性好、抗腐蚀能力强，具有优异的综合性能，目前已在世界各国的亚临界、超临界和超超临界发电机组的高温承压部件上得到广泛应用[1]。
某电厂水压试验时T91末级再热器管屏发生了泄漏，本文将利用宏观、显微组织和扫描电镜与能谱成分等方法对爆管试样进行分析，找出其爆管原因。
1、试验方法及试验结果
1.1宏观观察
对来样进行宏观观察，从图1可以看到管段内壁有一长度约为20mm的贯穿裂纹，此处为泄漏点。除裂纹外，内壁还存在大量形状不规则的溃疡状腐蚀坑，腐蚀坑最深处约1mm，具有连接成片的趋势。
图1样品裂纹区域内外壁图片
图1为带有裂纹样品，可以看到内壁裂纹堵塞着大量红锈，主裂纹头尾有多条延伸扩展的次级微裂纹，但这些微裂纹并不是贯穿裂纹。外壁裂纹没有堵塞红锈及其他产物，因为裂纹是由内向外扩展，裂纹初始扩展是由腐蚀造成，当腐蚀裂纹扩展到一定深度，材料强度下降，水压试验时裂纹向外壁瞬间扩展造成泄漏，所以内壁裂纹堵塞着腐蚀产物而外壁裂纹没有。外壁残留有包装的涂刷红色油漆，油漆脱落处可以看到很多孤立并且形状单一的小凹坑，这是由喷砂除锈工艺形成的。
1.2化学成分分析
在样管上取样进行化学分析，分析结果如表1所示。
1.3显微组织分析
利用ZEISS Axiovert 200 MAT型金相显微镜对管样进行显微组织观察，结果如图2所示，管样上的显微组织为回火马氏体，晶粒度9级。图2(a)可以看到在外壁主裂纹旁还有一条深约0.5mm的封闭状小裂纹，从裂纹的位置及裂纹两壁的腐蚀坑可以看出并不是主裂纹扩展时行成的次级裂纹，而是腐蚀形成的封闭小裂纹。
2讨论与分析
对泄漏钢管取样进行化学分析，结果表明符合，T91样品的化学成分符合ASME SA-213/SA-213M的要求。
T91管泄漏处的裂纹内壁夹杂着肉眼可见的腐蚀产物，内壁裂纹头尾处有扩展微裂纹，外壁裂纹没有夹杂着肉眼可见红锈，裂纹头尾无扩展微裂纹，证明泄漏裂纹是由内壁向外发展。裂纹内腐蚀产物能谱显示Cl元素含量为1.77%。裂纹形态也具备Cl离子存在时缝隙腐蚀的特征。
SEM分析及能谱显示凹坑内无大量颗粒状腐蚀产物。表面状态符合介质中含盐量较高时的氧腐蚀特征。氧腐蚀只有在介质中氧含量达到一定浓度并且有其他因素影响时才会加速反应，随着介质中盐浓度的增加，介质中电导率增加，氧腐蚀速度增加。由于凹坑宽而浅的表面形态，腐蚀产物易被介质冲刷脱落，所以凹坑内的腐蚀产物没有裂纹内多。
3结论
综合上诉分析，此次末级再热器T91钢管水压泄漏的原因是缝隙腐蚀造成。产生缝隙腐蚀的原因是管子曾经经历的海水侵蚀残存在系统中的大量的Cl离子没有完全消除，使管子内壁附着了具有较高含量的Cl元素（离子）的物质。
参考文献：
[1]张磊, 廉根宽. 电站锅炉四管泄漏分析与治理[M] .北京: 中国水利水电出版社, 2009: 288-289.
论文作者:李金明1,2,王兆民1,2,刘新星1,2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：裂纹论文; 内壁论文; 产物论文; 是由论文; 外壁论文; 缝隙论文; 介质论文; 《电力设备》2017年第36期论文;