г. Горловка, ОАО "Концерн стирол" июнь 2005 г.
город, предприятие, цех месяц, год
Объект исследований Трубопровод линии SG-70-16"
Название аппарата, заводской и регистрационный номера
Марка стали исследуемых элементов аппарата А335Р22 (аналог - сталь типа 18Х3МВ),
 |
А335Р11
Места расположения шлифов согласно схеме рис.1, рис.2
Методика приготовления шлифов общепринятая
Тип микроскопа, увеличение лупа (х4, х10), МПБ-2 (х24), ММУ-3 (х100), МИМ-8М (х300)
Реактивы для травления шлифов 4%-ный спиртовой р-р HNO3
Результаты исследования
Металлографические исследования состояния металла трубопровода проводились на сварных соединениях швов №№ 1-6, 7, 10, 11, 12, 13, 15, 16 наружная поверхность и шва № 1 внутренняя поверхность.
По данным макроскопического анализа установлено, что структура сварных швов дендритная с плавным переходом от сварного шва к основному металлу. Ширина зон термического влияния составляет 2-4 мм. При изучении макроструктуры металла в поле шлифов были обнаружены: единичные поры диаметром до 0,3 мм как в основном металле, так и в сварных швах; резкий переход по линии сплавления от кольцевого сварного шва № 1 к зонам термического влияния (внутренняя поверхность). Других дефектов металла в поле шлифов при макроисследованиях не обнаружено.
По данным микроскопического анализа структура металла на отдельных участках имеет различную микроструктуру, которая приведена в таблице Ж1 и на рис. Ж1 – Ж4.
Металлографическими исследованиями установлено, что основной металл горячего участка трубопровода имеет мелкодисперсную сорбито-бейнитную, сорбитную и феррито–перлитную (с частично и полностью разложившимся перлитом) микроструктуру.
Микроструктура зон термического влияния является характерной (рис. Ж4 а) для малоуглеродистой средне легированной хромом и молибденом сталей (за исключением зон термического влияния сварного шва № 1, внутренняя поверхность).
Таблица Ж1 Микроструктура сварных соединений трубопровода линии SG-70-16"
| № свар. соеди нения (рис.1) | Поверх- ность | Микроструктура | |
| Сварного шва | Основного металла | ||
| внутр. | Мелкодисперсная, сорбит с утолщенными границами (рис. Ж1 а). | Фланец – мелкодисперсная, неоднородная. Сорбит, феррит + разложившийся перлит с выпадением карбидов по границам зерен. Границы зерен размыты (рис.Ж1 б). Переход – сорбит с утолщенными границами зерен и разложением перлита, мелкодисперсная (рис.Ж1 в). |
Продолжение таблицы Ж1
| наруж. | Сорбит с отдельными участками игольчатых выделений, имеются микропоры (рис.Ж1 г). | Труба 2-3 – феррит + разложившийся перлит и выпадение карбидов по границам зерен. Балл зерна 9 по ГОСТ 5639 (рис.1д). Переход – сорбито-бейнитная, мелкодисперсная (рис. Ж1 е). | |
| наруж. | Мелкодисперсная, сорбит с отдельными микропорами (рис. Ж2 а). | Труба 5-6 – мелкодисперсная. Сорбит, феррит + разложившийся перлит с выпадением карбидов по границам зерен (рис.Ж2 б), микропоры. Фланец – мелкодисперсная. Сорбит, феррит + разложившийся перлит с выпадением карбидов по границам зерен (рис. Ж2 б), отдельные микропоры. | |
| наруж. | Феррит с утолщенными границами зерен. На отдельных участках встречается сорбитная и сорбито-бейнитная структура (рис. Ж2 в), микропоры. | Труба 9-10 – феррито-перлитная (с разложением перлита) с утолщением границ зерен и выпадением карбидов (рис. Ж2 г). Номер зерна 8-9 по ГОСТ 5639. Труба 10-11 – ферритная + разложившийся перлит с утолщенными границами зерен и микропорами (рис. Ж1 д). Номер зерна 8 по ГОСТ 5639. | |
| наруж. | Сорбит с утолщенными границами (рис. Ж1 а), микропоры. | Переход – мелкодисперсная. Сорбит с утолщен-ными границами зерен (рис. Ж3 а), микропоры. Труба 13-14 – сорбит, феррит + разложившийся перлит с выпадением карбидов по границам зерен и утолщением границ (рис. Ж3 б), микропоры. Номер зерна 9 по ГОСТ 5639. | |
| наруж. | Сорбит с отдельными участками игольчатых выделений (рис. Ж3 в). На отдельных участках встречается тросто-сор-бит и избыточный феррит (рис.3г), микропоры. | Труба 14-15 – феррит + разложившийся перлит с выпадением карбидов по границам зерен и утолщением границ зерен (рис. Ж3 д), микропоры. Номер зерна 9 по ГОСТ 5639. Переход – мелкодисперсная с микропорами. Сорбит и феррит с частичным разложением феррита (рис. Ж3 е). |
Микроструктура сварных швов сорбитная, типичная для стали из которой изготовлен горячий участок (за исключением шва № 10).
При изучении структуры металла трубопровода было обнаружено, что в металле произошли необратимые микроструктурные превращения:
- в основном металле наблюдается частичное и полное разложение перлита (особенно на прямолинейных участках трубопровода) с выпадением карбидов по границам зерен и утолщением границ (рис. Ж4 б) с образованием ферритной (отбраковочной) микроструктурой;
- в сварных швах также наблюдается частичное разложение перлита с утолщением границ, а в сварном шве № 10 полное разложение перлитной составляющей. Кроме этого в шве № 10 кроме ферритной структуры наблюдаются участки с сорбитной и сорбито-бейнитной микроструктурой, а в сварном шве № 15 кроме сорбитной структуры наблюдаются участки с микроструктурой тростито-сорбит с избыточным ферритом;
- в зонах термического влияния сварного шва № 1 обнаружен обезуглероженный металл, по которому развиваются микротрещины (рис. Ж4 в, г, д), образовавший вследствие высокой температуры азото-водородо-аммиачной среды (внутренняя поверхность) и длительностью эксплуатации;
- в металле трубопровода обнаружены поры ползучести (рис.Ж 4 е).
Заключение. В металле трубопровода линии SG-70-16" произошли необратимые структурные превращения, приведшие к образованию браковочных микроструктур и дефектов металла вследствие длительной эксплуатации трубопровода.
Зав. лабораторией №63, к.т.н. В.А. Борисенко
Ведущий инженер С.Л Рычин