12CrMoV钢管道的蠕变疲劳失效分析◆无锡合金钢管

发电机组的启停、变负荷状况要求转子、缸体、阀门等部件材料有低的热疲劳和蠕变疲劳敏感性。在国内电厂应用较广的12CrMoV合金钢在长期使用后老化严重，出现裂纹，以下是对该类锅炉管失效的原因综合分析：
　　宏观检查可断定裂纹始于管壁里层的内表面蒸汽侧，内层先腐蚀开裂后，外层依次腐蚀。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪蒸汽管道内部为高温高压的过热水蒸气，产生水蒸气的水是经过软化并深度脱氧处理的，氧含量较低，因此管子的腐蚀应当是低氧压环境下氧化和水蒸气氧化的合成，并以水蒸气氧化为主。研究表明，水蒸气将显著加速合金的高温氧化。由于长期运行的主蒸汽管道形成内壁氧化皮，其导热系数仅为母材金属的十几分之一，恶化了管子的传热性能，因此容易导致超温现象。材料的热疲劳抗力主要决定于高温时的屈服强度和极限塑性。同时，交变应力的作用致使材料产生疲劳，加速晶间裂纹的扩展，最终形成宏观疲劳裂纹。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器 另外，在蠕变疲劳交互作用条件下，碳化物粒子粗化速率明显高于蠕变条件下的行为，这表明，交变应力以及机组的振动作用加速了碳化物粒子的粗化。碳化物相的晶界聚集与粗化，会导致蠕变孔洞形核，明显降低基体的强化作用，使得断裂强度降低，最终造成部件强度不足而出现失效。
　　降低钢中氧和氧化物夹杂含量有利于提高12CrMoV钢管蠕变疲劳稳定性，提高使用寿命。稀土元素可以改善钢的机械性能，尤其是韧性。稀土元素的添加可以降低裂纹敏感性，增加823K到890K时的延展性，因此可以考虑在钢中添加适量稀土元素。考虑到具体生产与使用条件，其工艺改进措施还有待于进一步研究。

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