低合金高强钢焊接构件在高温锅炉水中应力腐蚀开裂行为研究.pdf

低合金高强钢焊接构件在高温锅炉水中的 应力腐蚀开裂行为研究 吴运祥 (中国石化 上海石油化工股份有限公司，上海 200540) 摘 要：分析了某公司的2乙二醇R一120环氧乙烷反应器中c一11环焊缝开裂原因。对开裂 c一 11环焊缝开展了化学成分、金相观察、硬度测试、断口微观观察、EDS能谱分析等试验研究。试验 发现：壳程、管板母材和焊缝金属化学成分分别满足 SA543TypeBCL．1，SA508Gr．4NCL．1和 MGS80的要求；从内壁管板侧热影响区起裂的主裂纹穿晶扩展，裂纹尖端沿晶扩展并有分叉，具有 应力腐蚀裂纹特征；内壁附近焊缝两侧热影响区局部有马氏体组织；管板侧热影响区硬度最高为 466．3HV10；断口观察发现裂纹在 内壁产生，是多源裂纹，沿壁厚向外壁扩展 15mm，断 口上有冰糖 状等轴晶和柱状晶；裂纹断口探测到P和Na元素。该反应器开裂原因是由于焊接导致在管板与 壳程焊接区域存在较高的残余应力，在高温锅炉水介质中，发生了应力腐蚀开裂，由内壁向外扩展， 最终导致泄漏。 关键词：ASMESA543TypeBCL．1；ASMESA508Gr．4NCL．1；焊接接头 ；应力腐蚀开裂 中图分类号：TG142．33；TG172．9 文献标识码：A 文章编号：1001—4837(2010)06—0001—06 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2010．06．001 InvestigationonStressCorrosionCrackingBehaviorofWeldJointofLow AlloySteelswithHighStrength inHighTemperatureBoilerFeedW ater W U Yun—xiang (SINOPECShanghaiPetrochemicalCompanyLimited，Shanghai200540，China) Abstract：Thereasonofleakofweldjoint(C一11)ofEOreactorofacompanywasanalyzedexperimen— tally．Theweldjoint(C一11)wasinvestigatedbyopticalemissionspectrometry，opticalmicroscopy， hardnesstester，scanningelectronmicroscopyequippedwithenergy—dispersiveX —rayspectroscopy．It showedthatthechemicalcompositionofshellplate，tubesheetandweldisconsistentwithspecificationof SA543TypeB CL．1，SA508Gr．4N CL．1，andMGS80，respectively．Thetransgranularcrackinitiated from theHAZoftubesheetsidenearinnersurfacepropagatedoutwards，andthecrack tipswiththeir brachesexpandedalongthecrystalline，whichhasthestresscorrosioncrackcharacteristic．Themartens— iteorganizationWaSobservedintheHAZneartheinnersurface．ThehighesthardnessintheHAZadja- centtotubesheetis466．3HV10．Therfactureobservation showed thatcrack isthemultiplesource cracks，expands15millalongwallthicknessoutwards，andequiaxedandcolumnarcrystalswerefoundon therfacture．TheelementsofPandNaweredetectedontherfacturesurface．Itcanbededucedthatthe stresscorrosioncrackinginhighte