Восстановление металла парогенерирующих труб котлов после их водородного растрескивания; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 336, № 9 - Нечаева А. В. Анна Викторовна (2025, 2025)
Актуальность. Определяется увеличением количества повреждения экранных труб промышленных энергетических котлов вследствие развития водородного охрупчивания. Это явление представляет серьезную проблему при обеспечении безопасной и бесперебойной работы энергетических установок, приводит к преждевременному выходу из строя оборудования и создает потенциально опасные ситуации. Цель. Разработка комплексной термической обработки, позволяющей «залечивать» трещины, возникшие в результате водородного охрупчивания, и восстанавливать исходную феррито-перлитную микроструктуру. Методы. Оптическая и растровая микроскопия, оптико-эмиссионный спектральный анализ химического состава, метод вакуум-нагрева с использованием массспектрометрического анализатора для анализа водорода, масс-спектрометрический анализ газов металла. Результаты и выводы. В статье рассматривается эксплуатационное водородное охрупчивание металла парогенерирующих труб котлов (сталь 20) с отсутствующими внешними признаками метановой болезни (вспучивания, вздутия). Трещины, образованные вследствие водородной атаки, зарождались и росли по границам зерен при обезуглероживании микроструктуры, что сопровождалось значительным уменьшением цементита (перлитных зерен) и увеличением количества ферритных зерен без образования метана. Комплексная термическая обработка использовалась для закрытия водородных трещин в трубах поверхностей нагрева, экранирующих топочное пространство котла. Результаты выявили микроструктурные улучшения, такие как срастание условно малых трещин, заполнение материалом вершин больших трещин, восстановление двухфазной феррито-перлитной микроструктуры. Обсужден механизм «залечивания» и границы применимости выявленного режима восстановительной термообработки, уровень улучшения заданных характеристик. Последующие исследования возможностей различных режимов термической обработки должны быть направлены на оценку уровня восстановления механических свойств и эксплуатационных характеристик парогенерирующих труб энергетических котлов. Однако уже сейчас полученные результаты кажутся перспективными в части продления срока службы оборудования