电站锅炉屏式过热器T91/TP347H异种钢接头失效分析及处理 摘要：某电厂屏式过热器管排夹持管管接头为T91/TP347H异种钢接头，运行50000小时后焊缝沿T91侧焊缝融合线断裂通过对该焊缝两侧母材进行成分分析、金相组织分析及宏观检查判断该焊缝断裂原因为长期运行后材料性能劣化导致失效并针对此类问题提出有效检查方案及防范措施关键词：异种钢、屏式过热器、焊缝1、序言某电厂1号锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超临界参数、单炉膛、一次再热、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型变压运行直流锅炉型号为：HG-1180/25.4-YMI燃烧器为前后墙对冲布置锅炉过热器由顶棚过热器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和高温过热器组成屏式过热器布置于炉膛上部，沿炉宽方向共有22片管屏，管屏间距为690mm每片管屏由23根并联管弯制而成，根据管子的壁温不同，入口段的管子为φ38×6.5、SA-213 T91，屏底部及出口内11根管为φ38×7.5、SA-213 T91，屏底部及出口外12根管采用φ38×7.5、SA-213 TP347H。
2020年11月5日，1号锅炉屏式过热器甲侧第一屏管排夹持管T91/TP347H出厂异种钢沿焊缝融合线断裂，造成锅炉泄漏2. 裂纹失效分析1. 宏观检查焊缝失效部位沿T91侧熔合线断裂，断面呈脆性（如图1所示）；焊缝断裂后造成屏式过热器甲侧第一屏下部弯管共计6根，甲侧第二屏共计3根出现吹爆或吹损现象图1 屏式过热器焊缝开裂外观（a）T91侧断面 （b）焊缝侧断面2. 金相组织分析，对失效断裂的管子进行金相组织分析，开裂部位焊缝侧及 T91 母材侧均未见裂纹，如图3所示T91 母材侧未见明显组织粗大及针状马氏体出现，如图4所示T91与TP347焊缝组织分析未见异常，如图5所示TP347侧融合线未见裂纹，母材组织未见异常a)T91侧融合线 （b）焊缝侧融合线图3 焊缝开裂部位微观样貌图4 T91母材显微组织 图5 焊缝显微组织 （a）融合线微观组织 （b）母材显微组织图6 TP347侧微观组织形貌2. 综合分析本次焊缝失效部位沿T91侧熔合线断裂，由于焊缝中以Cr 为代表的强碳化物形成元素占比相对较高，在焊接、热处理及锅炉运行过程中，容易造成焊缝侧出现高硬层，从而导致组织与性能的不均匀分布，接头熔合线处的脱碳层、膨胀系数差别、接头残余应力与蠕变强度差异都会使该处成为接头的薄弱环节，随机组长期运行后材料性能劣化导致失效。
2. 处理措施与建议1. 在锅炉运行过程中，加强锅炉运行参数调整，避免大幅度变工况、变参数运行，减少交变热应力的产生2. 随着机组运行时间的增加，锅炉受热面中部分管道焊缝缺陷逐渐增多，需利用机组检修期加强异种钢焊缝的检测采用射线检测、超声波检测等技术对类似异种钢焊缝接口进行梳理排查，确保焊缝潜在缺陷的检出率3. 由于现场工作环境及处理工艺的局限性，在对该类型焊缝进行更换处理时，可提前对异种钢接口焊缝进行焊接及热处理，减少因现场热处理工艺不到位而导致氧化、脱碳、过热、过烧、变形、开裂等缺陷4. 条件允许情况下可对T91/TP347异种钢焊缝进行改造换型，采用同种材质母材，杜绝异种钢焊缝的使用 -全文完-。
