1000MW超超臨界機(jī)組雙相不銹鋼循環(huán)水泵異常斷裂的失效分析及解決對(duì)策.pdf

1、作為超超臨界火力發(fā)電機(jī)組的重要輔機(jī)，循環(huán)水泵運(yùn)行的正常與否直接影響到整個(gè)火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率和安全運(yùn)行。由于循環(huán)水泵所處的環(huán)境一般為強(qiáng)腐蝕性的海水，且在運(yùn)行過程中不可避免會(huì)產(chǎn)生頻繁的振動(dòng)，用于循環(huán)水泵的材質(zhì)需要具備極好的耐腐蝕性能和優(yōu)異的力學(xué)性能。當(dāng)前，雙相不銹鋼以其優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的耐腐蝕性能，廣泛地應(yīng)用在石油、化工、造紙、食品、軍事以及海洋工業(yè)等領(lǐng)域，并成為火力發(fā)電機(jī)組用材料的最佳選擇之一。
　　作為華東最大的火力發(fā)電廠

2、之一，浙江某火力發(fā)電廠三期擁有兩臺(tái)一百萬千瓦超超臨界火力發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組的循環(huán)水泵在國(guó)內(nèi)首次選用2205雙相不銹鋼作為母材材質(zhì)，設(shè)計(jì)服役壽命為三十年，但是運(yùn)行不到一年便發(fā)生了大面積異常斷裂的重大失效事故，嚴(yán)重影響到火力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，造成了巨大損失。
　　本文綜合運(yùn)用了失效分析的理論基礎(chǔ)和基本方法，采用了一系列宏微觀表征分析手段，從材料材質(zhì)、制造工藝、運(yùn)行工況、斷口形貌等多方面對(duì)這一重大失效事故進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與分析，最終找出

3、引發(fā)這一重大失效事故的根本原因，并提出行之有效的解決對(duì)策，具體從以下三個(gè)方面進(jìn)行展開。
　　首先利用化學(xué)成分分析、金相組織觀察、電子背散射衍射技術(shù)等對(duì)該超超臨界機(jī)組循環(huán)水泵用雙相不銹鋼材質(zhì)及焊接接頭進(jìn)行了檢驗(yàn)，并利用擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)母體材料沖擊韌性進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果表明，循環(huán)水泵選用的母體材料成分、顯微組織以及沖擊韌性完全符合美國(guó)ASTM31803標(biāo)準(zhǔn)的要求，質(zhì)量評(píng)定合格，但焊接接頭中碳元素含量明顯超標(biāo)，并且存在鐵素體相和奧氏體相比

4、例不匹配的嚴(yán)重缺陷。這是引發(fā)焊接接頭脆化、強(qiáng)度下降的重要原因之一。
　　其次對(duì)發(fā)生嚴(yán)重失效的循環(huán)水泵進(jìn)行了全面的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和合理的取樣，確定了率先發(fā)生斷裂失效的位置，利用三維體式顯微鏡(3D-OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)等一系列宏微觀分析手段分別對(duì)失效循環(huán)水泵的法蘭、簡(jiǎn)體以及吊耳等部件進(jìn)行了系統(tǒng)分析，結(jié)果表明，不同段法蘭間拼接焊縫內(nèi)嚴(yán)重的未焊透缺陷，是引發(fā)法蘭率先發(fā)生斷裂、進(jìn)而引起整個(gè)循環(huán)水泵普遍發(fā)生異常斷