Целью экспертизы являлось проведение анализов и испытаний, направленных на выявление причин образования трещины в области сварного соединения патрубка и передней стенки водогрейного котла.
В результаты проведения рентгенографического контроля фрагмента патрубка с визуально наблюдаемой трещиной было обнаружено, что трещина имеет глубокое раскрытие и заканчивается примерно на половине длины вырезанного фрагмента. Также наблюдалось резкое изменение толщины металла и наличие подрезов. Химический состав металла определяли на зачищенных участках поверхности наружной и внутренней сторон фрагмента патрубка с помощью атомно-эмиссионнго спектрометра Spectrotest. Согласно полученным данным была определено соответствие образца заявленной марки стали. Далее была определена твердость металла по методу Бринелля, полученная величина твердости характерна для низколегированных сталей с невысоким содержанием углерода. Значение ударной вязкости превосходило необходимые требования.
Анализ состояния внутренней поверхности был оценен по изображениям, полученным на оптическом микроскопе Stemi-2000, которые показали большое количество коррозионных язв размерами от 1 до 3 мм. Анализ микроструктуры и состава, выполненный на сканирующем электронном микроскопе Jeol-5400 с системой рентгеновского микроанализа NORAN System SIX, показал наличие кремния и повышенное содержание кислорода в области язв.
Анализ макро- и микроструктуры был выполнен на оптическом микроскопе OLYMPUS BX51 с системой анализа изображений SIAMS-700. В результате дефекты в макроструктуре металла не были выявлены, а микроструктура соответствовала ферритно-перлитной стали. По анализу сечения фрагмента, содержащего трещину, было установлено, что развитие шло как с внешней стороны, так и с внутренней. Также на внутренней поверхности наблюдались коррозионные язвы, являющиеся очагами зарождения и развития трещин. Микроанализ коррозионных отложений показал, что они состоят преимущественно из окиси железа.
В результате проведенного исследования был сделан вывод о том, что потеря герметичности котла была обусловлена образованием сквозной трещины в области сварного соединения патрубка и верхней передней стенкой водогрейного котла. На внутренней поверхности фрагмента патрубка были обнаружены многочисленные язвы, в которых скапливались отложения окиси железа и соединений кремния. Было показано, что данные язвы являются источниками зарождения трещин, распространение которых происходит на глубину. Развитие трещин было обусловлено действием напряжений, возникающих из-за особенностей конструкции и режима эксплуатации котла. Для обеспечения длительной эксплуатации водогрейного котла были даны соответствующие рекомендации.
