Microstructure Analysis and Finite Element Modelling for Creep Failure Prediction and Fitness-For-Service Assessment of Superheater Tubes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This study aimed to perform a fitness-for-service assessment and investigate the root cause of failure of Grade 14CrMo3 steel seamless tubes typically used in superheaters in power generation plants. For this purpose, samples were taken from in-service superheater tubes in a 320 MW power plant. Thickness and hardness measurements were taken from the samples, and microstructural analyses were performed using scanning electron microscopy equipped with energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction. The results showed the presence of vanadium (V) and sulfur (S) elements on the tubes' external surface (flue gas facing-side), which is indicative of fuel ash corrosion. The formation of low melting point salts, such as Na2SO4, NaVO3, Na2O, and V2O5 (particularly between 10 and 2 o'clock positions) and degradation of the protective oxide layer led to loss of tube wall thickness. On the steam side of the tubes, the formation of an iron oxide layer (particularly between 12 and 2 o'clock positions) and the presence of water in the steam due to the improper function of the steam drum created an insulated zone leading to the formation of localized hot spots, creep microvoids, and spheroidization of carbides. In addition, a thickness reduction of 18% resulted in a considerable increase in hoop stresses having a detrimental effect on the remaining creep life. To explain the creep damage mechanism and determine the remaining creep life, the Larson–Miller criteria and API 579-1/ASME fitness-for-service-1 guidelines were utilized. The effects of the reduction in wall thickness were considered by performing a three-dimensional finite element analysis. The results showed that a temperature increase of only 50 °C (from 480 °C) could decrease the life of the tubes from 30 years to less than a year.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».