跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.205.192.201) 您好!臺灣時間:2021/08/05 03:34
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:蔡耀慶
研究生(外文):YAO-CHING TSAI
論文名稱:鍋爐爐管破損分析
論文名稱(外文):Failure Analysis of Boiler Tubes
指導教授:王文雄王文雄引用關係
指導教授(外文):WANG, Wen-Hsiung
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:材料科學與工程學研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:132
中文關鍵詞:破損分析破損機制破壞面
外文關鍵詞:failure analysisfailure mechnismfractograph
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:595
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究探討鍋爐爐管常見之破壞,以接受台灣電力公司鍋爐爐管破損案實例4件作為研究對象,進行破損分析。本實驗將破損之管件做外觀分析、機械性質測試、化學成份分析、金相觀察、破壞面觀察、管內外側氧化膜化學分析(EDS,EPMA)等等,來研判爐管破損原因。
實驗結果顯示破損件1是由於鍋爐燃煤產生煤灰隨著熱氣體揚升沈積在汽牆管表面上,造成熔融鹽熱腐蝕使爐管管壁快速減薄至某臨界值,無法承受管內高溫蒸汽壓力而造成破管。破損件2是由於爐管長時間處在高溫高壓下,爐管局部造成過熱導致強度下降而承受不住管內流體壓力而破裂,是典型的潛變破壞。破損件3是過熱器管,由於氧化膜特續增厚且承受些許熱腐蝕,而使爐管逐漸變薄時,造成減薄處劣化而當爐管無法承受管內蒸汽而造成破管。破損件4是由於省煤器管受燃煤飛灰沖蝕,管壁減薄無法承受管內蒸汽壓力而造成爆管。

The research discusses common fractures of boiler tubes in Taiwan Power Company and progresses failure analysis. The micrography, fractography and spectrography of ruptured tube have been investigated by using optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and electron probe microanalyzer (EPMA) to estimate the failure mechanism.
The result shows that “Case 1” the coal ash(melting point<540℃) deposits on the surface of tube wall. Such hot corrosion rapidly thins the thickness of the tube and then rupture occurs at thinned area by the high pressure of hot steam; “Case 2” the part of the tubes passes through long-term overheating to lead to lower the strength. The rupture occurs at high pressure of hot steam; “Case 3” the oxide of the superheat tube was getting thicker and the tube thinned by hot corrosion. The tubes ruptured till the vapor pressure within the tubes getting a critical value; “Case 4” owing to the flying ash blowing, the tubes thin to a critical value, and overheat at a short time. The rupture occurs at high pressure of hot steam.

目 錄
第一章 前言…………………………………………………… 1
第二章 文獻回顧……………………………………………… 3
2.1 過熱破壞……………………………………………………… 3
2.1.1厚唇破壞……………………………………………… 3
2.1.2薄唇破壞………………………………………… 4
2.2 材質脆化之破壞……………………………………………… 5
2.2.1氫脆化………………………………………………… 5
2.2.2石墨化………………………………………………… 5
2.3 腐蝕或氧化之破壞…………………………………………… 6
2.3.1水側腐蝕……………………………………………… 6
2.3.2火側腐蝕……………………………………………… 7
2.4 疲勞破壞……………………………………………………… 7
2.5 沖蝕破壞……………………………………………………… 9
2.6 應力腐蝕破壞………………………………………………… 9
2.7 氧化…………………………………………………………… 10
2.7.1氧化膜之生成……………………………………………… 11
2.7.2金屬與合金之抗氧化性……………………………… 13
2.7.3反應速率方程式……………………………………… 15
第三章 實驗方法……………………………………………… 18
3.1鍋爐管破損分析方法…………………………………… 18
3.1.1破損件使用狀況及歷程………………………… 18
3.1.2試片製作…………………………………………………… 18
3.1.3機械性質測試……………………………………………… 19
3.1.4化學成份分析……………………………………………… 19
3.1.5金相觀察…………………………………………………… 20
3.1.6破壞面觀察………………………………………………… 20
3.2 模擬氧化實驗………………………………………………… 21
3.2.1試片製作…………………………………………………… 21
3.2.2氧化前處理(*鍍金)………………………………………… 22
3.2.3氧化實驗…………………………………………………… 22
3.2.4稱重………………………………………………………… 23
3.2.5截面SEM觀察、EPMA分析、厚度量測……………………… 23
第四章 結果與討論…………………………………………… 24
4.1破損件1………………………………………………………… 24
4.1.1前言………………………………………………………… 24
4.1.2舊爐管之化學成份分析…………………………………… 25
4.1.3爐管外觀檢視……………………………………………… 25
4.1.4機械性質測試及厚度測量………………………………… 25
4.1.4.1硬度測試……………………………………… 26
4.1.4.2厚度量測……………………………………… 26
4.1.5金相組織觀察……………………………………………… 27
4.1.6 SEM觀察…………………………………………………… 27
4.1.7管內外之氧化膜觀察及EDS 分析………………………… 28
4.1.8 Line Scan及Mapping分析………………………………… 29
4.1.9結論及建議………………………………………………… 30
4.2破損件2………………………………………………………… 48
4.2.1前言…………………………………………………… 48
4.2.2新管之化學成份分析……………………………………… 49
4.2.3爐管外觀檢視……………………………………………… 49
4.2.4機械性質測試……………………………………………… 50
4.2.4.1硬度測試……………………………………… 50
4.2.4.2 MTS拉伸測試………………………………… 50
4.2.5光學組織觀察……………………………………………… 51
4.2.6管內外氧化膜SEM觀察及EDS分析………………………… 52
4.2.7 Line Scan及Mapping分析………………………………… 53
4.2.8破損原因分析結果及建議………………………………… 55
4.3破損件3………………………………………………………… 79
4.3.1前言…………………………………………………… 79
4.3.2新管之化學成份分析……………………………………… 79
4.3.3爐管外觀檢視……………………………………………… 79
4.3.4機械性質測試……………………………………………… 80
4.3.4.1硬度測試……………………………………… 80
4.3.4.2 MTS拉伸測試………………………………… 81
4.3.5金相組織觀察……………………………………………… 81
4.3.6管內外氧化膜SEM觀察及EDS分析………………………… 81
4.3.7 Line Scan及Mapping分析………………………………… 82
4.3.8破損原因分析結果及建議………………………………… 83
4.4破損件4………………………………………………………… 98
4.4.1前言…………………………………………………… 98
4.4.2新管之化學成份分析……………………………………… 98
4.4.3爐管外觀檢視……………………………………………… 99
4.4.4機械性質測試……………………………………………… 99
4.4.4.1硬度測試……………………………………… 99
4.4.4.2 MTS拉伸測試………………………………… 100
4.4.5金相組織觀察……………………………………………… 100
4.4.6管內外氧化膜SEM觀察及EDS分析……………………… 101
4.4.7 Line Scan及Mapping分析………………………………… 102
4.4.8破損原因分析結果及建議………………………………… 102
4.5氧化實驗…………………………………………………… 118
4.5.1實驗方法…………………………………………………… 118
4.5.2實驗材料…………………………………………………… 118
4.5.3重量及厚度量測…………………………………………… 119
4.5.4 SEM觀察及Mapping分析………………………………… 121
4.5.4.1截面SEM觀察……………………………………… 121
4.5.4.2 Mapping分析…………………………………… 122
4.5.5 結論………………………………………………………… 123
第五章 總結……………………………………………………… 129
第六章 參考文獻………………………………………………… 132

1. ASM Metals Handbook, vol.11,9th ed.,”Failure Analysis and prevention”,1986,p.603
2. 王文雄”機件疲勞破壞之研判實例”材料科學第11卷第3期, 1979, pp.177-190
3. 吳錫侃,王文雄”鍋爐管件破管或劣化之研判實例”材料科學第12卷第1期, 1980, pp.10-13
4. ASM Metals Handbook, vol.11,9th ed.,”Failure Analysis and prevention”, 1986, pp.603-612
5. Ditto, pp.612-614
6. Ditto, pp.614-621
7. Ditto, pp.621-623
8. Ditto, pp.624-626
9. “Non-Ferrous Metals and Alloys” by Vladimir Sedlacek, 1986, Elsevier., pp.415-425
10. Takeo Sumida, Takeshi Ikuno, Nobuo otsuka, and Toshio Saburi, Material Transactions, JIM, Vol.36, No.11 (1995), pp.1374-1376
11. Takeo Sumida, Takeshi Ikuno, Nobuo otsuka, and Toshio Saburi, J Japan Inst. Metal, Vol.59, No.11 (1995), pp.1151-1152
12. K. Suzuki, A. Minato, O. Aasi, H. Iwata and T. Kanbayashi, The Thermal and Nuclear Power, 32(1981), pp.377

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top