火电厂金属部件常见失效的分析及防治措施试题

1火电厂金属部件常见失效的分析及防治措施1.1名词解释1）钢的石墨化：石墨化就是钢中渗碳体分解成为游离碳并以石墨形式析出，在钢中形成了石墨“夹杂”的现象。

2）应力腐蚀：应力腐蚀是金属在拉应力和特定的腐蚀环境的共同作用下产生的破坏现象。

3）珠光体球化：珠光体球化是指钢中原来的珠光体中的片层状的渗碳体（在合金钢中称合金渗碳体或碳化物）在高温下长期运行，逐步改变自己的形状而为球状的现象。

4）金属损伤：金属材料长期在高温、应力作用下引起的微观组织老化和力学性能劣化的综合表现，金属损伤通常有蠕变损伤、疲劳损伤等。

5）缺陷评估：根据带缺陷部件材料的各项力学性能，特别是断裂韧性、微观组织，缺陷的性质、大小和分布，以及缺陷所在部位的受力情况，用线弹性或弹塑性断裂力学的理论与方法，判断部件能否继续安全运行的评估方法。

6）缩孔：铸件、焊缝等在凝固时，由于不均匀收缩所引起的凹缺陷。

7）过热：由于加热温度过高，致使金属晶粒过分长大，从而导致其力学性能显著降低的现象。

8）蠕变孔洞：高温金属部件长期运行过程中，在温度和应力作用下，优先在与外加应力垂直的晶界上产生的圆形或椭圆形的孔洞，进而可发展成蠕变裂纹。

9）夹层：钢板轧制时，由于钢锭中存在气泡、大块的非金属夹杂物和未完全切除的残余缩孔而引起的与钢板表面平行或基本平行的钢板分层，亦称离层。

10）寿命预测：提前测定高温部件或系统在预定运行工况下的安全运行时间。

对已运行一定时间或已达到设计寿命的部件或系统，寿命预测实际上就是预测其剩余寿命。

11）安全运行寿命：指高温部件在安全运行条件下的实际运行时间。

12）合金元素迁移：在高温长期运行过程中，金属材料中合金元素随时间由一种组织组成物向另一种组织组成物转移（既包括合金元素含量的变化，也包括碳化物数量、结构类型和分布形态的变化）的现象，又称合金元素再分配。

13）蠕变脆性：由于蠕变而导致金属材料持久塑性降低、持久缺口敏感性增加，以及在蠕变过程中发生的低应力蠕变脆性断裂的现象。

蠕变脆性断裂时无明显的塑性变形，且呈晶间型断裂特征。

14）表面缺陷：在金属加工、储存或使用期间产生的缺陷，如凹坑、划痕、麻点、折叠、裂纹、腐蚀、磨蚀等。

15）磨损：物体表面相接触并作相对运动时，材料自该表面逐渐损失以致表面损伤的现象。

16）高温氧化：在高温下，金属与空气中的氧发生化学反应而生成氧化物的过程。

17）表面氧化层厚度：在被观察的时间间隔内金属表面生成的氧化层（腐蚀产物的薄膜）的平均厚度。

18）均匀腐蚀：在金属材料的整个暴露表面或大面积上均匀地发生化学或电化学反应，金属宏观变薄的现象，被称为均匀腐蚀。

又叫一般腐蚀或连续腐蚀。

19）局部腐蚀：与环境接触的金属表面局限于某些区域发生的腐蚀。

按腐蚀形态可分为点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀等。

20）点腐蚀：金属的大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微，而局部被腐蚀成为一些小而深的点孔的腐蚀现象，又称为孔蚀。

它常在静止的介质中发生，且通常沿重力方向发展，其危害较大。

21）晶间腐蚀：金属材料在某些腐蚀介质（如NaOH）中，沿着或紧靠金属晶粒边界发生腐蚀的现象。

发生晶间腐蚀后，金属的外形尺寸几乎不变，大多数仍能保持金属光泽，但金属的强度和延性显著下降，其危害很大。

22）氢脆：由于氢的存在使材料产生不可逆损伤、塑性下降，以及低应力下的滞后断裂，总称为氢脆，也称为氢损伤。

23）断口分析：通过对部件失效断口宏观和微观特征形貌的分析，从而确定断裂的性质和断裂原因，以及研究断裂机理的技术。

24）解理断裂：在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏而造成的穿晶断裂。

解理可沿解理面、滑移面或孪晶面进行。

断面平滑而光亮，断裂前变形极少，属脆性断裂。

其断面存在有解理台阶、河流花样、舌状花样或鱼骨状花样等特征。

25）脆性断裂：宏断口齐平，断裂构件的两边裂口对接时，裂口吻合完好，断面上常呈现出冰糖状结晶颗粒，微观上没有明显的塑性流变痕迹的断裂。

其断口分为两种：与最大拉应力方向垂直的平断口和与最大拉应力方向呈 45°交角的斜断口。

断裂时的工作应力往往低于材料的屈服应力。

26） 塑性断裂：宏观上，断裂前产生显著的塑性变形，构件尺寸有明显变化，断面对接时，裂口不能很好地吻合，断面上常呈现出暗灰色的纤维状特征，微观上有明显的塑性流变痕迹的断裂。

断裂时的工作应力往往超过材料的屈服强度极限。

27） 疲劳断裂：金属构件在变动载荷作用下，经过一定循环周次后所发生的断裂。

28） 应力腐蚀断裂：金属构件在静载拉应力和特定的腐蚀环境共同作用下所导致的脆性断裂。

29） 蠕变断裂：材料在一定的温度和载荷共同作用下，由蠕变变形而导致的断裂。

30） 氢脆断裂：由于氢而导致金属材料在低应力静载荷下的脆性断裂。

1.2 判断题1） 锅炉、压力容器破裂的发源地往往是在结构的应力集中、局部应力和拉伸残余应力较高及存在缺陷的焊接接头区。

（√）2） 宏观的应力腐蚀裂纹基本上垂直于拉应力，应力腐3） 低碳钢和低合金钢的应力腐蚀断口大部分是穿晶的。

（×） 4） 奥氏体不锈钢在 Cl -介质中为沿晶断裂。

（×） 5） 氢腐蚀是一种不可逆的脆性。

（√）6） 锅炉受热面管子内部水垢下发生酸性腐蚀时，也发生氢腐蚀。

（√）7） 在所有珠光体耐热钢中，只有不含铬的珠光体耐热钢如碳钢和 0.5%Mo 钢会在高温下长期运行过程中发生石墨化。

（√） 8）12Cr1MoV 钢经 10 万小时运行后会发生石墨化。

（×） 9） 钢的加热温度临近开始熔化温度，此时沿晶界处产生熔化和氧化现象，这就是过烧。

（ ）10）低碳钢的奥氏体-铁素体转变温度随碳含量的增加而下降。

（√）11）镍铬奥氏体不锈钢在含氯离子的溶液中都可能产生应力腐蚀。

（√）12）在570℃以上，钢的氧化膜由Fe2O3、Fe3O4、FeO 三层氧化物组成，其厚度比例大致为1：10：100，最接近基体的为FeO，与其相邻的是Fe3O4，最外层的是Fe2O3。

FeO 的点阵简单，金属原子容易通过其点阵中的间隙进行扩散，故FeO 的抗氧化能力较差，因此在570℃以上，钢的氧化过程大大加剧。

（√）13）燃煤锅炉过热器、再热器管的高温腐蚀是由燃料中的硫和燃料灰分中的碱金属如钠和钾引起的。

（√）14）影响电站锅炉受热面安全运行的因数包括：受热面运行时的压力、温度、时间、环境和技术监督管理。

（√）15）低碳钢苛性脆化是应力腐蚀的一种形式。

（√）16）锅炉满水的现象主要表现在：所有水位计指示过高且伴随高报警信号，给水流量不正常地大于蒸汽流量。

严重时蒸汽温度下降。

（√）17）过热器损坏的主要现象是：过热器处有响声，烟温有下降，蒸汽流量不正常小于给水流量，严重泄漏时负压变小或变正。

（√）18）尾部受热面的低温腐蚀主要是由于水的腐蚀。

（×）19）给水流量不正常地大于蒸汽流量时，汽包水位上升。

（√）20）在锅炉运行中应经常检查锅炉承压部件有无泄漏现象。

（√）21）受热面管子的磨损速度与灰粒的特性、烟气流速及管排的结构有关。

（√）22）每次停炉检修时，应检查膨胀指示器是否回零位。

（×）23）受热面管排顺列布置比错列布置磨损严重。

（×）24）烟气中含有二氧化硫，会使烟气露点温度提高。

（√）25）尾部受热面管束顺列布置，不容易积灰。

（×）26）烟气中飞灰浓度越大，尾部受热面磨损越重。

（√）27）尾部受热面管束错列布置时，积灰较重。

（×）28）锅炉汽包修复焊后热处理可采用局部热处理。

（×）29）汽包修复焊接顺序应为：先焊接汽包外壁，后焊接内壁；先焊接汽包纵向，后焊接环向；最后焊接接管座。

（√）30） 对于需作焊后热处理的受压元件、部件，其全部焊接和校正工作，应在最终热处理前完成。

（√）31） 高周疲劳断裂也可以称为应力疲劳。

（√）32） 电化学腐蚀是一种金属表面与电解质相互作用，阴极发生溶解的现象。

（×）33） 氢腐蚀的主要起因是氢原子与钢材中的渗碳体的碳作用生成甲烷，产生氢腐蚀的构件的脱碳层从表面开始向心部或内部生长，因此测定脱碳层的深度与受氢腐蚀构件的厚度的关系，可分析氢腐蚀的严重性。

（√）34） 孔洞型蠕变断裂形貌特点是属于穿晶断裂。

（×）35） 长期过热爆管是管子在长时间的应力和超温温度作用下导致的失效。

（√）36） 长期过热一般超温幅度不大，过程缓慢的失效形式。

但有时超温幅度会很高， 甚至高于相变点。

（√）37） 部件发生脆断时的应力大大高于材料的屈服强度。

（×）38） 静载拉伸断口的三要素是由形貌不同的纤维区、放射区和剪切39） 疲劳源是疲劳断裂的起点。

通常产生于表面。

该区尺寸一般为 10mm 数量级。

（×）40） 解理断裂是金属材料在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏而造成的穿晶断裂。

通常沿一定的晶面（解理面）断裂。

（√） 41） 碳钢在 450℃以上，钼钢在 485℃以上长期运行，会发生石墨化。

（√）42） 锅炉安全门的弹簧经长期运行后高度降低，弹力减小。

这是一种过量弹性变形失效。

（√） 43） 当部件所承受的应力大于材料的屈服强度时，将发生塑性变形。

如果应力进一步增加，就可能发生断裂。

这种失效，称为塑性断裂失效。

（√） 44） 安全运行寿命就是设计寿命。

（×）1.3 选择题1）金属在拉应力和腐蚀介质联合作用下产生腐蚀裂纹，并能使裂纹迅速扩展，从4 而可能出现金属材料的早期脆性破坏的腐蚀形式叫做（c ）a. 晶间腐蚀；b. 腐蚀疲劳；c. 应力腐蚀；d. 氢腐蚀。

2） 钢材在各种介质的侵蚀作用下，被破坏的现象称为a. 偏析；b. 氧化；c. 腐蚀。

3） 夹杂物和脆性相一般能使疲劳裂纹扩展速率 d A /d Na. 不变；b. 增大；c. 减小。

4） 在高温下长期运行过程中不会产生石墨化的钢种有：a. 碳钢；b. 不锈钢；c. 不含 Cr 的珠光体耐热钢；d. 0.5%Mo 钢。

5） 在燃用高硫煤的锅炉，其（a ）容易产生高温硫腐蚀。

a. 水冷壁管；b. 省煤器管；c. 过热器管。

6） 腐蚀环境和材料在特定的体系中才发生应力腐蚀。

例如奥氏体不锈钢在（b ） 环境中，碳钢在 OH -环境中，只有应力影响大的高强度钢（氢脆型）应力腐蚀体系对各种介质都敏感。

a. OH - 溶液； b. Cl-溶液； c. SO 2-。

7） 烟气的单纯氧化（）引起管壁的严重破坏；熔盐腐蚀和露点腐蚀对管壁的破坏a. 会 比较严重；b. 不会 比较严重；c. 会 比较轻微；d. 不会 比较轻微。

8） 低温腐蚀是（b ）腐蚀。

a. 碱性；b. 酸性；c. 氧；d. 中性。