P91材质管道硬度检测分析
发布时间：
2024-01-04
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某电厂#1锅炉内部检验项目在实施过程中，发现局部锅炉范围内管道硬度值不满足相关标准。为分析原因，对硬度异常部位进行割管，对其材质及力学性能进一步检测复核。割管位置、材质、规格见表1。割管照片见图1。
表1 割管情况明细表
图1 割管照片
1. 表面硬度
采用便携式里氏硬度计对割管表面进行硬度检测，均匀选取检测点：选取3–4个横截面，每个截面为圆周方向4等分位置，如图2所示；在割管内壁选取两个位置进行检测，如图3所示。经检测，两根异径管内外壁全表面硬度值基本均匀，检测值均不超过140HBHLD，低于标准DL/T 438-2016中对P91材质管件硬度的要求（180–250HB）。
图3 割管内表面里氏硬度检测示意图
使用便携式直读光谱分析仪分别对试样进行成分分析，检测结果表明试样#1、#2均符合标准要求，见表2–3。
表2 #1试样元素分析结果
表3 #2试样元素分析结果
对两个割管分别取全壁厚试样，如图4所示。#1管取一个试样，编号为#1；#2管在大直径侧和小直径侧分别取样，共2个，分别编号为：#2-大头侧、#2-小头侧。使用布氏硬度计分别在试样的横、纵截面的外壁侧、芯部、内壁侧进行硬度检测，检测位置示意图见图5，检测结果见表4。结果显示试样各部分硬度值均低于标准要求，不合格。
图4 硬度试样示意图
图5 布氏硬度检测示意图
表4 布氏硬度检测值
根据标准加工单轴拉伸试样（直径Φ10），如图6所示，使用万能试验机对试样进行试验。#1管取试样3个；#2管在大直径侧和小直径侧各取试样3个。试验结果见表5，试样抗拉强度、规定非比例延伸强度均不满足标准要求，不合格。对#1管取1个试样；#2管大直径侧和小直径侧分别取样1个。使用倒置式金相显微镜对试样横、纵截面的外壁侧、芯部、内壁侧分别进行分析拍照。金相照片见图7，放大倍数见标尺。各试样不同截面、不同位置金相组织均为铁素体+碳化物，马氏体形态消失，组织异常。03
总结
从上述各项检测结果可知，割管部件表面硬度、取样位置硬度、强度检测以及金相检测均不符合标准要求。造成上述不合格的原因，一是部件在高温高压环境下长期运行出现失效，二是部件本身在出厂时硬度就处在标准下限值或低于标准下限值。为保证机组安全有效运行，建议对此异径管进行更换或返厂处理。
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