摘要：本文对某电站锅炉炉管进行了化学成分分析、金相组织观察、硬度检验、机械性能检验、蠕胀分析和能谱分析，根据检测结果计算炉管剩余寿命，并对炉管状态做出综合评价。
1、概述
对来样4根受热面管进行理化检验，来样具体信息见表1。其中4#锅炉管子累计运行时间约39000h，3#锅炉管子累计运行时间约30000h。
2、实验分析
1. 化学成分分析
对来样管子进行化学成分分析，分析结果见表2。管子化学成分均符合标准要求。
2. 金相分析
在来样管子上切取金相试样，试样经磨制抛光后，使用硝酸酒精溶液进行腐蚀。将腐蚀好的试样置于Carl Zeiss Axio Observer A1m型金相显微镜下观察，其金相组织如下图。
图1 1号管向火侧显微组织
图1为1号管(水冷壁管)向火侧的显微组织图片。由图可见，其显微组织为铁素体+珠光体，珠光体区域明显，珠光体内碳化物开始分散，组织球化2级。内壁存在腐蚀坑，内部充满氧化物，深度约0.069mm。
图2 1号管背火侧显微组织
图2为1号管(水冷壁管)背火侧显微组织图片。由图可见，显微组织为铁素体+珠光体，珠光体区域明显，珠光体内碳化物呈层片状，组织未发生球化。内壁存在腐蚀坑，内部充满氧化物，深度约0.048mm。
图3 2号管显微组织
图3为2号管显微组织图片。由图可见，显微组织为铁素体+珠光体，珠光体区域明显，聚集形态的珠光体区域开始分散，晶内和晶界均有点状碳化物分布，组织球化3级。内壁氧化皮厚度约0.044mm。
图4 3号管显微组织
图4为3号管显微组织图片。由图可见，内、外壁均存在约0.2mm的脱碳层，组织为铁素体+珠光体，珠光体区域明显，珠光体内碳化物开始分散，组织球化2级。内壁氧化皮厚度约0.037mm。
图5 4号管显微组织
图5为4号管显微组织图片。由图可见，显微组织为铁素体+珠光体，珠光体区域明显，珠光体内碳化物开始分散，组织球化2级。内壁氧化皮厚度约0.029mm。
3. 硬度检验
使用BH3000型台式布氏硬度计，在金相试样表面进行布氏硬度检验，187.5kgf载荷，10s保载时间，检验结果见表3。结果表明：来样管子硬度符合标准要求。
4. 机械性能检验
利用500KN电子万能试验机和300J摆锤冲击试验机，对1~4号管样进行机械性能检验。其中2号样品因壁厚减薄不具备切取冲击试样条件，未进行冲击试验。冲击功为4次测量值的平均值。检验结果见表4。结果表明：来样管子机械性能符合标准要求。
5. 蠕胀分析
对来样管径进行测量，其中2号管样测量位置为距离爆口端约300mm处，测量结果见表5。结果表明：1、3、4号管样蠕变应变在标准合格范围内，2号管蠕变应变大于2.5%，不符合标准DL/T438-2016的要求。
6. 能谱分析
使用能谱仪对3号和4号管子外壁垢样进行成分分析，内壁无明显结垢。元素及含量见图6和图7，结果表明管子外壁垢样主要元素为O、Al、Si、Fe和C。
图6 3号管外壁垢样能谱结果
图7 4号管外壁垢样能谱结果
3、剩余寿命估算
4、综合评价
根据以上检验结果可知，
(1)来样管子除2号管组织球化3级外，其余管子组织球化2级。
(2)管子硬度与机械性能性能均符合标准要求。
(3)2号管距离爆口端约300mm处发生明显胀粗，蠕变应变大于2.5%，不符合标准DL/T438-2016的要求，应该是爆口变形导致。其余管样蠕变应变均在标准范围内。
(4)3号与4号管子外壁垢样主要元素为O、Al、Si、Fe和C。
(5)从屏过管样的蠕变寿命评估来看管子寿命基本正常，材料劣化趋势没有发生突变。
参考文献
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