Структурний стан і пошкоджуваність металузварних з'єднань паропроводів

Abstract

В процесі довготривалого напрацювання (понад 270 тис. год.) в умовах повзучості і втоми вихідна структура зварних з’єднань зі сталей 15Х1М1Ф і 12Х1МФ паропроводів ТЕС перетворюється у феритно-карбідну суміш. Швидкість наведеного структурно-фазового перетворення на ділянках зони термічного впливу, а також в металі шва і в основному металі зварних з’єднань суттєво відрізняється. Водночас відбувається знеміцнення зерен α-фази, формуються сегрегаційні виділення, проходять карбідні реакції і коагуляція карбідів І гр., утворюються нові карбіди ІІ гр. (VC, Mo2C). Наявність знеміцнення ділянок зони термічного впливу зварних з’єднань сприяє збільшенню їх деформаційної здатності. Наприклад, рівень деформації ділянки неповної перекристалізації ЗТВ є більшим ніж аналогічний рівень інших ділянок, а також металу шва і основного металу. Встановлено, що наявність відповідного структурно-фазового стану, деформації і знеміцнення металу зварних з’єднань загалом прискорює його пошкоджуваність за механізмом втоми і механізмом повзучості. На стадії переходу від ІІ до ІІІ стадій деформації пошкоджуваність металу зварних з’єднань за наведеними механізмами збільшується, що вимагає проведення відповідних ремонтних робіт. Проведені дослідження дозволяють виявити який саме структурно-фазовий стан відповідає перехідній стадії деформації, а також рівень деформації металу зварних з’єднань і стан його знеміцнення.In the process of long-term operation (over 270 thou. h) in the conditions of creep and fatigue, the initial structure of welded joints of steels 15Kh1М1F and 12Kh1МF of HPP steam pipelines turns into a ferrite-carbide mixture. The rate of mentioned structural-phase transformation in the areas of the heat-aff ected-zone, as well as in the weld metal and in the base metal of welded joints diff ers signifi cantly. At the same time, the α-phase grains are softened, segregation precipitations are formed, carbide reactions and coagulation of carbides of the fi rst group take place, new carbides of the II group are formed (VC, Mo2C). The presence of softening areas in the heat-aff ected-zone of welded joints facilitates an increase in their deformation capacity. For example, the level of deformation of the area of partial recrystallization in the HAZ is higher than the similar level in other areas, as well as the weld metal and the base metal. It was established that the presence of the corresponding structural-phase state, deformation and softening of the metal of welded joints in general accelerates its damage by the mechanism of fatigue and creep. At the stage of transition from the II to the III stages of deformation, the damage to the metal of welded joints by the abovementioned mechanisms grows, which requires appropriate repairs. The carried out investigations allow revealing which structural-phase state namely corresponds to the transitional stage of deformation, as well as the level of deformation of the metal of welded joints and the state of its softening.