TP 304h 奥氏体不锈钢再热器管断裂分析

(1)大直径钢管断裂失效概况
一座电厂配有两套从意大利GIE公司进口的25，000千瓦发电设备。设备中锅炉高温段再热器采用50 的TP 304h 奥氏体不锈钢管和3.6 mm钢管制成。设备应在安装前通过海运运输6个月，并在海边放置约2年。设计温度为540，570-590，压力为33.3426105帕(34kgf/cm2)。其中，1 #设备锅炉再热器安装后，通过水压试验发现部分管道有泄漏。分析了泄漏管道失效的原因，并对2#炉管高温段再热器未安装的管道进行了检查。
(2)抽样
从1号和2号锅炉的排气管、直管、弯管和备用管中取样进行分析。其中，16个样品取自1个炉管，10个样品取自2个炉管304不锈钢管。
(3)故障分析和检查
(1)化学分析分析了各种大直径钢管材料的化学成分。结果如下：
化学分析结果表明，该钢的化学成分符合美国材料试验标准。
(2)宏观检查L炉部分管子外壁较轻，氧化皮较薄，呈褐色；有大斑点的；有些管子的外壁粗糙，有厚的氧化皮和灰棕色。炉管外壁的一部分涂有沥青。除去沥青后，表面光滑，氧化皮薄而呈棕色。清除沥青后，管外壁部分表面粗糙，氧化皮较厚，呈灰褐色。
(3)金相检验样品经高氯酸电解抛光和10%铬酸电解腐蚀后观察：均为奥氏体组织，晶粒度不均匀，大直径钢管外壁出现不同程度的微裂304钢管纹，严重裂纹深度约2mm。同时，不同程度地存在晶间腐蚀。晶间腐蚀深度可达1.8毫米。
观察发现，大直径钢管内壁有轻微的晶间腐蚀，腐蚀深度约为0.1 ~ 0.25毫米
(4)讨论
(1)金相观察表明，大直径钢管的裂纹由外向内延伸，形成的裂纹是点蚀引起的，也可能是表面晶间腐蚀引起的，沿晶界裂纹向内延伸。裂缝有树不锈钢管厂家干和树枝，又细又长。
晶间腐蚀从大直径厚壁钢管的外壁发展到管内壁。
(2)扫描电镜观察表明，沿裂纹断裂后得到的断口宏观上是裸露的，没有塑性变形的痕迹，完全脆性。晶界上仍有小的二次裂纹，晶面上有腐蚀孔、坑和腐蚀通道，这些都表明。断裂是由腐蚀引起的，完全属于脆性断裂。
(3)电子探针显微分析表明，断裂表面有3.8%的氯离子，钢管表面腐蚀坑中有3.4%的氯离子，表明腐蚀坑和裂纹中有含氯离子的腐蚀产物。
(4)腐蚀产物的化学分析表明，腐蚀产物中氯离子含量为4.5%，氯离子含量为20.4%