12CrMoV鋼管道的蠕變疲勞失效分析◆無錫合金鋼管
發電機組的啟停、變負荷狀況要求轉子、缸體、閥門等部件材料有低的熱疲勞和蠕變疲勞敏感性。在國內電廠應用較廣的12CrMoV合金鋼在長期使用后老化嚴重，出現裂紋，以下是對該類鍋爐管失效的原因綜合分析：
宏觀檢查可斷定裂紋始于管壁里層的內表面蒸汽側，內層先腐蝕開裂后，外層依次腐蝕。中國熱加工網——鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、工業爐、檢測儀蒸汽管道內部為高溫高壓的過熱水蒸氣，產生水蒸氣的水是經過軟化并深度脫氧處理的，氧含量較低，因此管子的腐蝕應當是低氧壓環境下氧化和水蒸氣氧化的合成，并以水蒸氣氧化為主。研究表明，水蒸氣將顯著加速合金的高溫氧化。由于長期運行的主蒸汽管道形成內壁氧化皮，其導熱系數僅為母材金屬的十幾分之一，惡化了管子的傳熱性能，因此容易導致超溫現象。材料的熱疲勞抗力主要決定于高溫時的屈服強度和極限塑性。同時，交變應力的作用致使材料產生疲勞，加速晶間裂紋的擴展，最終形成宏觀疲勞裂紋。中國熱加工網——鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、工業爐、檢測儀器 另外，在蠕變疲勞交互作用條件下，碳化物粒子粗化速率明顯高于蠕變條件下的行為，這表明，交變應力以及機組的振動作用加速了碳化物粒子的粗化。碳化物相的晶界聚集與粗化，會導致蠕變孔洞形核，明顯降低基體的強化作用，使得斷裂強度降低，最終造成部件強度不足而出現失效。
降低鋼中氧和氧化物夾雜含量有利于提高12CrMoV鋼管蠕變疲勞穩定性，提高使用壽命。稀土元素可以改善鋼的機械性能，尤其是韌性。稀土元素的添加可以降低裂紋敏感性，增加823K到890K時的延展性，因此可以考慮在鋼中添加適量稀土元素。考慮到具體生產與使用條件，其工藝改進措施還有待于進一步研究。
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