摘 要:采用宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、金相分析、断口扫描电镜及能谱分析等方 法,对某１０００MW 核电机组进口主蒸汽隔离阀基板块螺栓裂纹性质进行了分析.结果表明:螺栓 裂纹为锻造(轧制)过程中形成的裂缝.
关键词:核电;螺栓;锻造裂缝
中图分类号:TL４８;TG１４２．２３ 文献标志码:B 文章编号:１００１Ｇ４０１２(２０１８)０８Ｇ０６１５Ｇ０３
材料为 ASTM A１９３Gr．B７钢的某核电机组进 口主蒸汽隔离阀基板块螺栓,在检修时发现端面存 在纵向裂纹,螺栓实测总长度为１７０mm,螺杆外径 为１９．０mm,螺栓头外径为２８．５mm.螺栓服役环 境温度约２００ ℃,采用力矩扳手安装,加载力矩为 ４４７N??m.笔者对开裂螺栓进行了检验和分析,以查 明其裂纹产生原因,避免类似失效的再发生.
１ 理化检验
１．１ 宏观分析
失效螺栓宏观形貌见图１,可见裂纹位于螺栓 螺纹端顶面,呈弯曲走向,且沿顶面中间纵向开裂, 裂纹在螺纹端两侧表面长度分别为８．１,６．９mm. １．２ 化学成分分析 对失效 螺 栓 取 样 进 行 化 学 成 分 分 析,结 果 如 表１所示,可 见 各 元 素 含 量 均 符 合 ASTM A１９３/A１９３M －１７ Standard Specificationfor AlloyＧ Steel and Stainless Steel Bolting for High TemperatureorHighPressureServiceandOther SpecialPurposeApplications对 B７合金钢螺栓成 分的规定.
１．３ 力学性能试验
在失效螺栓上制�。备隼焓匝�、１个硬度试 样,分别进行拉伸和硬度试验,结果见表２.可见螺 栓材料室温下的规定塑性延伸强度、抗拉强度、断后 伸长 率、断 面 收 缩 率 和 维 氏 硬 度 均 符 合 ASTM A１９３/A１９３M－１７对 B７合金钢新螺栓的规定.
１．４ 金相分析
分别在失 效 螺 栓 上 取 纵 向 和 横 向 金 相 试 样, 磨 制、抛光、化学侵蚀后在光学显微镜下观察.由图２可见:断口源区附近存在少量二次裂纹,整个 裂纹面上均 存 在 一 层 全 脱 碳 层,全 脱 碳 层 的 显 微 组织为铁素 体;裂 纹 断 口 顶 面 附 近 存 在 较 厚 的 氧 化物;螺栓显微组织为回火马氏体,且呈明显的沿 螺栓轴向分 布 的 带 状 形 态,表 明 螺 栓 显 微 组 织 虽 正常,但状态不理想;螺栓基体显微组织与断口附 近显微组织无明显差异.