Page 23 - 电力与能源2021年第六期

章学兵, 等: 110kV 变压器油管波纹管裂纹成因分析 6 1
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2 试验分析

本次开裂的波纹管如图 2 所示, 共 8 个波峰。
对拆卸后的波纹管进行检测, 分为 4 个项目: 外观
检查、 化学成分分析、 显微组织分析及微区元素 X
射线能谱( EDS ) 分析。

图 4 显微镜下的波纹管其他位置表面腐蚀物
2.3 金相组织分析
在波纹管开裂部分截取试样, 试样经镶嵌、 磨
制、 抛光后, 在金相显微镜下观察, 发现 3 处腐蚀
坑, 如图 5 所示。在图 5 中, 1 号腐蚀坑的深度和
宽度均为波纹管壁厚的 1 / 3 左右, 2 号腐蚀坑的
宽度为波纹管壁厚的 1 / 4 左右, 3 号腐蚀坑的宽
图 2 开裂的波纹管
2.1 外观检查 度大致与波纹管壁厚相同。
对波纹管进行外观检查, 波纹管裂纹位于波 1 号腐蚀坑的微观形貌如图 6 所示, 2 号腐蚀
纹管第 5 个波峰左侧, 裂纹长度约为 52 mm , 宏 坑的微观形貌如图 7 所示, 3 号腐蚀坑的微观形
观形貌如图 3 所示。 貌如图 8 所示。
裂纹上有 2 处明显锈斑, 波纹管其他位置也 1 号腐蚀坑与 2 号腐蚀坑中孪晶界存在条带
有不同程度的锈迹。显微镜下观察到的波纹管其 状腐蚀产物。经分析得到产生原因如下: 304 不
他位置表面腐蚀物如图 4 所示。 锈钢中存在孪晶组织, 由于孪晶界面与孪晶内部
耐腐蚀性能存在差异, 在受到缓慢腐蚀后, 形成了
条带状的腐蚀产物, 因此可以判定该波纹管断口

处有腐蚀发生, 并且腐蚀过程比较缓慢。
3 号腐蚀坑中发现有泥状花样的腐蚀产物,
泥状花样腐蚀产物是应力腐蚀开裂的典型特征。
由此得到 3 号腐蚀坑处发生应力腐蚀开裂, 最大

腐蚀坑处为裂纹源。
2.4 微区元素 EDS分析
图 3 波纹管裂纹外观形貌
对波 纹 管 断 口 处 多 个 部 位 进 行 微 区 元 素
2.2 化学成分分析
EDS 分析, 检测结果见表 2 。由检测结果显示, 除
对波纹管化学成分进行光谱材质分析, 采用
不锈钢本身元素及因氧化腐蚀产生的元素以外,
便携式荧光光谱仪, 型号为 Niton3t980 , 检测结
还发现腐蚀产物中存在较高含量的 Cl元素, 断口
果见表 1 。检测依据为 GB / T20878 — 2007 《 不锈
处腐 蚀 坑 中 Cl 元 素 质 量 分 数 为 3.16% ~
钢和耐热钢 牌号及化学成分》, 表 1 结果显示, Cr
3.88% , 外表面腐蚀锈斑中 Cl元素质量分 数 为
含量偏低, 不符合标准要求。
5.82%~6.04% ; Cl元素为不锈钢发生应力腐蚀
表 1 波纹管化学成分光谱分析结果 %
的特定腐蚀介质。
元素 w Cr wNi wMn w Fe 2.5 试验结果
标准 18.00~20.00 8.00~11.00 ≤2.00 余量
试样 17.66 8.27 1.20 余量 应力腐蚀开裂须具备敏感金属材料、 承受一
判定 不合格 合格 合格 合格 定拉伸应力和特定腐蚀介质这 3 个条件。本次开