汽轮机中压调汽门螺栓断裂分析

rockston

1　情况简介

某电厂3号和4号汽轮机中压调汽门螺栓，规格为M25，工作温度540°C，运行时间12万h，螺栓材质为前苏联ЭП182(20X1M151TP)，相当于国产2号螺栓钢(20Cr1Mo1VTiB)。螺栓断裂时的环境条件不详。使用方提供的分析试样为3号和4号汽轮机断裂螺栓各2根，及运行12万h但未断裂的螺栓2根。

2　理化检验

2.1　断口分析

从螺栓断口的宏观形貌可以看出，所有断口上均有明显的疲劳纹，且疲劳源区均位于断口外缘的螺纹根部，显然应力集中是产生疲劳源的外在起因。疲劳扩展区在整个断口上所占的比例较大，最终断裂区面积则较小(见图1，图中螺纹表面类似腐蚀坑的凹坑为取样和送样过程中造成的机械损伤)。由于疲劳裂纹的扩展是在高温运行条件下进行的缓慢过程，因此，断口表面锈蚀严重，断口微观形貌无法观