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1、火电厂防非异停措施及四管防磨防爆重点工作案例湖南省电力公司科学研究院金属所：龙会国1火电厂防非异停措施及四管防磨防爆重点工作案例湖南省电力公司科n目的与意义；n结构问题；n吹灰器吹损问题；n短期过热；n长期过热器；n磨损；n材质老化及原材料质量；n热疲劳裂纹检查；n异种钢焊缝裂纹检查；n腐蚀。2目的与意义；2目的与意义n近年来，国内高参数、大容量的超（超）临界机组正在快速发展，火力发电机组非（异）停对电网安全稳定运行有着重大影响；n提高火力发电机组的安全稳定运行，无论对发电还是电网的安全经济运行有着重大意义。3目的与意义近年来，国内高参数、大容量的超（超）临界机组正在快n由于国产超（超）临界锅
2、炉大多采用引进国外技术，国产化设计、制造、安装以及运行技术不够成熟；n又由于新材料、新技术、新工艺快速引进与发展，从而产生一些制造及安装缺陷，引发生一些新问题；n由于新型材料、技术、工艺的快速引起，对材料运行特征、管理、维修等技术掌握深度不够。4由于国产超（超）临界锅炉大多采用引进国外技术，国产化设计、制n“四管”泄漏是火力发电机组中最频繁的事故，是影响机组稳定可靠运行的关键因素；n通过对近年来火电“四管”泄漏的典型失效情况进行统计分析，以便摸清情况，研究失效类型、原因、规律及预防对策，探求失效规律，提出改进建议，以便在今后机组检修时提供依据，及时采取预防措施。5“四管”泄漏是火力发电机组中最
3、频繁的事故，是影响机组稳定可靠n减少偶然性故障；n杜绝非偶然性故障；n有效提高机组安全经济性能，维护发电设备及电网稳定安全运行。6减少偶然性故障；6防非异停措施n规范梳理防磨防爆技术文件规范梳理防磨防爆技术文件n结合新问题、新材料、新工艺及新标准，不断规范梳理各种技术文件，规范并指导火电厂防非异停的工作。n建立分区负责制、专业负责制建立分区负责制、专业负责制基本上形成了电科院按厂负责制、专业负责制；发电企业专业负责制、领导负责制。落实了责任，并把指标与年度绩效考核、技术监督评优相结合7防非异停措施规范梳理防磨防爆技术文件7n重点电厂重点帮扶，难点问题专项治理重点电厂重点帮扶，难点问题专项治理n
4、以往重点电厂：金竹山、益阳电厂，在多年治理下，明显好转；重点问题：吹灰器吹损泄漏、结构拉裂泄漏等进行了专项治理，由此原因引发的锅炉爆管显著减少。n防非异停技术专项培训见成效防非异停技术专项培训见成效n针对省内外出现的问题，结合技术培训、现场检查等，开展专项培训，提高了各厂防非异停技术人员素质。8重点电厂重点帮扶，难点问题专项治理8n做好做细年度检修计划，督促落实做好做细年度检修计划，督促落实n结合年初“下现场抓指标降非异停”，督促做好年度检查计划，并结合技术监督检查，督促落实情况，确保质量。n建立运行优化减缓四管失效理念，强化建立运行优化减缓四管失效理念，强化运行调整运行调整n通过冷态试验解决
5、空气动力场偏斜，通过燃烧调整降低飞灰含碳量，显著降低了煤粉、飞灰冲刷磨损概率，通过修改运行规程，降低氧化皮剥落堵塞风险。9做好做细年度检修计划，督促落实9n采用专业检修队伍、先进检验技术采用专业检修队伍、先进检验技术n督促发电企业要依靠专业的检验队伍，要依靠先进的检验手段，加强检修队伍与人员的资质管理，对于特殊的项目检验，要积极开展对外技术协作，依靠专业检验单位，有效检验并消除隐患。10采用专业检修队伍、先进检验技术10结构问题（膨胀系统问题）n新建机组锅炉结构问题引起膨胀不畅，从而造成泄漏故障非常突出；n主要是金竹山电厂3号锅炉、益阳电厂3号锅炉；n2011年锅炉“四管”泄漏中因结构问题引起
6、的泄漏次数为6次，占21.4%；n吹灰器吹损泄漏6次，占21.4%；n因此，“四管”泄漏问题最主要体现为2个问题：结构、吹灰器问题。11结构问题（膨胀系统问题）新建机组锅炉结构问题引起膨胀不畅，从“四管”防磨防爆重点案例金竹山3号锅炉水冷壁鳍片拉裂泄漏泄漏点-膨胀系统问题12“四管”防磨防爆重点案例金竹山3号锅炉水冷壁鳍片拉裂泄漏泄漏n1）要核查设计、制造、安装等阶段有关质量文件；n2）要现场检查密封、安装焊缝质量是否符合设计及有关规程要求，现场检查是否存在鳍片、联箱端盖焊缝拉裂部位裂纹延伸至母材现象，发现问题及时处理；n3）及时联系制造厂家，对下部密封结构方式进行复核，是否满足现场需要，提出
7、妥善处理方案；n4）按设计图纸核查安装施工质量，尽快按设计要求进行恢复。131）要核查设计、制造、安装等阶段有关质量文件；13金竹山3号锅炉后上包墙管座焊缝拉裂泄漏后包墙上集箱右侧管座焊缝裂纹后包墙上集箱右侧管座焊缝裂纹14金竹山3号锅炉后上包墙管座焊缝拉裂泄漏后包墙上集箱右侧管座焊n后包墙密封拉裂、侧包墙与左包墙密封板挤压情况密封焊拉裂后包墙上集箱密封板挤压变形侧墙与密封构件间隙约10mm15后包墙密封拉裂、侧包墙与左包墙密封板挤压情况 密封焊拉裂后包n左右侧与后侧刚性梁拐角部位及内侧刚性梁等存在焊接现象，刚性梁存在膨胀受阻现象，从而使拐角部位焊缝拉裂。后侧与右侧刚性梁焊缝裂纹后包墙刚性梁右
8、包墙刚性梁16左右侧与后侧刚性梁拐角部位及内侧刚性梁等存在焊接现象，刚性梁n1）根据设计图纸，从上往下，对炉墙密封、膨胀、刚性梁连接、及部件连接等进行检查与处理，要保证包墙、顶棚等炉墙的自由膨胀；n2）及时联系制造厂家，对炉顶密封、结构等进行复核，并提出处理及改进方案。171）根据设计图纸，从上往下，对炉墙密封、膨胀、刚性梁连接、及n益阳3号炉水冷壁炉左、右侧上联箱管座角焊缝裂纹裂纹18益阳3号炉水冷壁炉左、右侧上联箱管座角焊缝裂纹 裂纹18n炉左侧联箱前数第5、6、7、10-54、58-59、262根共计51个水冷壁管座存在裂纹；n炉右侧联箱前数第7、10-34、36-45、52、55、26
9、1根共计39个水冷壁管座存在裂纹；n共检查230个管座焊缝，存在90个有裂纹，占39.1%。19炉左侧联箱前数第5、6、7、10-54、58-59、262根n对水冷壁上联箱管座焊缝进行100%检查；n应该加强对膨胀、吊杆等进行专项检查，根据检查结果进行专题研究；n电厂应尽快锅炉结构膨胀问题进行专项整治。20对水冷壁上联箱管座焊缝进行100%检查；20裂纹裂纹锅炉型号锅炉型号HG1100/25.4-YM1HG1100/25.4-YM1型超临界机组，型超临界机组，水冷壁上集箱管座角焊缝存在裂纹水冷壁上集箱管座角焊缝存在裂纹图图1B1B侧后数第侧后数第2 2根角焊缝存在裂纹根角焊缝存在裂纹图图2B2
10、B侧后数第侧后数第9 9根角焊缝存在裂纹根角焊缝存在裂纹21裂纹裂纹锅炉型号HG1100/25.4-YM1型超临界机组，n处理措施：对水冷壁膨胀系统按设计要求进行核查，对发现与设计不符的应及时恢复处理；扩大比例检查，发现裂纹进行清理；改进措施，消除或减弱膨胀对管座的影响。22处理措施：对水冷壁膨胀系统按设计要求进行核查，对发现与设计不HG-1913/25.4-PM8型600MW超临界锅炉前墙水冷壁出口集箱膨胀受阻变形宏观形貌23HG-1913/25.4-PM8型600MW超临界锅炉23n1）未能按照图纸施工，导致角部连接预偏值不符合图纸要求；n2）剪切板与tieber板及tieber板与水冷壁
11、的连接错误、刚性梁固定夹与刚性梁翼缘的间隙错误，固定夹与销轴、立板与tieber板、立板与刚性梁固定夹的连接错误等大量问题，导致锅炉膨胀未能按照设计状况膨胀。241）未能按照图纸施工，导致角部连接预偏值不符合图纸要求；24吹灰器吹损问题n吹灰器影响泄漏情况逐步减少，但是吹灰器问题不容忽视，n右图为某超超临界机组水冷壁管存在高温腐蚀减薄情况，在吹灰器附近还存在吹损情况，高温腐蚀+蒸汽吹损，使局部减薄严重。（规格：28.66.4mm，材质15GrMoG，单纯腐蚀减薄最小为3.23mm）25吹灰器吹损问题 吹灰器影响泄漏情况逐步减少，但是吹灰器问题不n对策：对策：n1）对吹灰器附近进行100%检查，
12、对发现减薄超出标准要求的进行更换处理；2）加强吹灰器的运行检修管理，加强吹灰器的检查与调整，对吹灰器附近吹损严重区域采取防磨措施，防止类似问题再次发生。26对策：26短期过热问题n主要是异物堵塞：主要是异物堵塞：n1）制造、加工、安装、检修、运行等遗留物；n2）存在联箱、管道内的工艺件、结构件（减温器内的垫条、联箱内的隔板等、汽包内附件以及汽机管路内附件等）由于存在长期运行高温或高压下的应力、振动等影响因素而导致脱落或破碎，随蒸汽进入联箱内造成管孔堵塞。27短期过热问题主要是异物堵塞：27短期过热问题图1长沙电厂2号炉高过进口联箱管口异物堵塞形貌管口异物堵塞形貌图2长沙电厂1号炉高过进口联箱管
13、口异物堵塞形貌28短期过热问题图1 长沙电厂2号炉高过进口联箱管口异物堵塞形貌n图1所示为管孔部位机加工遗留物、铁丝、铁条、焊渣、砂轮片、电磨头、石块等，少量的加工铁屑、打磨头、眼镜片等异物未清理干净，堵塞节流孔；n图2为制造过程中存留在二级减温器联箱内工艺件，材质应为12Cr1MoV，由于错用材质以及焊接质量不良，铁条产生断裂而脱离，随蒸汽进入高温进口联箱。29图1所示为管孔部位机加工遗留物、铁丝、铁条、焊渣、砂轮片、电n对策：对策：n1）应加强锅炉部件内部构件以及与之蒸汽相连通的部件内部构件的质量管理，遗留在内的工艺件、结构件材料使用应正确，质量可靠；n2）加强相应部位如热器进口联箱、屏过
14、进口联箱及高过进口联箱等内部异物的检查与清理，防止内部附件在运行过程中脱离而造成管孔堵塞。30对策：30氧化皮堆积堵塞问题n粗晶奥氏体不锈钢具有高的热强性，优良的耐蚀性、高温机械性能和良好焊接性，因而在大型电站锅炉及核电部件制造方面得到了广泛的应用；n但运行经验表明，这类不锈钢管在运行中易产生抗高温蒸汽氧化性能较差，在电站锅炉中过热器和再热器运行过程中会出现严重的蒸汽侧氧化皮剥落问题，氧化皮脱落会堵塞锅炉管引起严重超温，从而引发爆管事故的频繁发生。31氧化皮堆积堵塞问题 粗晶奥氏体不锈钢具有高的热强性，优良的耐n氧化皮堆积堵塞泄漏减少，但问题依然存在。n氧化皮问题变得多样性、复杂性，如直管段焊
15、缝存在氧化皮堆积堵塞情况、氧化皮磁性能差异较大等。32氧化皮堆积堵塞泄漏减少，但问题依然存在。32氧化皮堵塞爆口形貌弯头氧化皮堵塞情况33氧化皮堵塞爆口形貌弯头氧化皮堵塞情况33某超超临界机组锅炉末级过热器进口侧制造焊缝根部凸出导致的氧化皮堆积堵塞情况34某超超临界机组锅炉末级过热器进口侧34n针对超（超）临界机组锅炉奥氏体不锈钢氧化皮防止措施中，除了加强运行、材料及检查措施外，应特别严格控制受热面管进口侧焊缝根部凸出，并加强进口侧焊缝附近的氧化皮堆积量检查，防止焊缝根部凸出而导致氧化皮堆积堵塞故障发生。n利用磁性检测法时，应特别注意氧化皮磁性能显著差异特征的影响，应利用射线对检测结果进行复核
16、。35针对超（超）临界机组锅炉奥氏体不锈钢氧化皮防止措施中，除了加超超临界锅炉水冷壁节流孔难题水冷壁三叉管水冷壁节流孔36超超临界锅炉水冷壁节流孔难题水冷壁三叉管 节流孔氧化物堵塞情况n侧墙水冷壁节流孔堵塞情况统计轻微(堵塞10)44.89严重(堵塞40)15.34一般(堵塞1040)25无堵塞14.7737节流孔氧化物堵塞情况侧墙水冷壁节流孔堵塞情况统计 轻微(堵塞n节流孔设计是锥斗状孔板，设计孔板材料为奥氏体不锈钢1Crl8Ni9Ti。n实际节流孔为直孔，且制造的光洁度不好，略带毛刺，材质为1Crl3。节流孔结构及材质与设计不符。38节流孔设计是锥斗状孔板，设计孔板材料为奥氏体不锈钢1Cr
17、l8n在水冷壁节流孔板处，水温超过300，压力近30MPa，此时水的密度在0.7gcm3左右，由于节流孔板的作用，压力突然降低，特别是侧墙区域节流孔径更小，压降更为明显，因此磁性氧化铁的溶解度更小，析出更为严重，同时由省煤器迁移至水冷壁集箱的氧化铁微粒在经过节流孔时由于紊流、磁性等作用，在节流孔板上聚集、长大。39在水冷壁节流孔板处，水温超过300 ，压力近30 MPa，超超临界锅炉过热器节流孔沉积堵塞华能岳阳电厂5号锅炉屏过节流孔堵塞情况40超超临界锅炉过热器节流孔沉积堵塞华能岳阳电厂5号锅炉屏过节流岳阳电厂5号锅炉后屏节流孔堵塞异物情况41岳阳电厂5号锅炉后屏节流孔堵塞异物情况41n对策：
18、对策：n加强运行管理；n对不锈(铁素体)钢弯管内氧化皮堆积量检查；n节流孔材质、结构检查，优化节流孔材质、结构；n加强超超临界机组节流孔氧化铁沉积检测。n新建机组锅炉应避免使用受热面管内节流孔型式。42对策：42超超临界机组锅炉水冷壁横向裂纹水冷壁过渡段区域水冷壁燃烧器区域43超超临界机组锅炉水冷壁横向裂纹水冷壁过渡段区域水冷壁燃烧器区n建议：1）对存在裂纹区域的管子进行更换；n2）热负荷过高或冷却不到位造成的热疲劳裂纹；n3）水冷壁入口三叉管节流可能存在分配不均，造成部分管水流量不够，造成热负荷过高；n4）应利用今后停炉检修机会，定期加强检查。44建议：1）对存在裂纹区域的管子进行更换；44
19、高温硫腐蚀问题燃烧器区域高温腐蚀严重，水冷壁管宏观上呈锥形45高温硫腐蚀问题燃烧器区域高温腐蚀严重，水冷壁管宏观上呈锥形4n1）加强运行管理，防止烟气刷墙，从而避免对水冷壁存在侧面吹损；n2）应及时与制造厂联系，分析高温腐蚀产生原因，并提出妥善处理措施；n3）应利用今后停炉检修机会，定期加强检查。461）加强运行管理，防止烟气刷墙，从而避免对水冷壁存在侧面吹损鳍片过宽造成拉裂某超超临界机组锅炉水冷壁过渡段鳍片大面积被烧损鳍片裂纹延伸至母材形貌47鳍片过宽造成拉裂某超超临界机组锅炉水冷壁过渡段鳍片 鳍片裂纹水冷壁吹灰器区域鳍片烧损拉裂泄漏水冷壁吹灰器区域鳍片烧损拉裂裂纹48水冷壁吹灰器区域鳍片烧
20、损拉裂泄漏水冷壁吹灰器区域鳍片烧损拉裂n主要体现在：n1）吹灰器孔、看火孔区域，重点在热负荷高区域；n2）过渡段鳍片过宽区域；n3）屏式过热器穿水冷壁墙部位鳍片过宽区域；n4）检修或安装时鳍片过宽区域。49主要体现在：49n1）加强检查；n2）对鳍片过宽区域加强防护，避免热负荷过高；n3）对于吹灰器孔、看火孔、屏过穿墙等区域割除过宽鳍片，对鳍片延伸母材裂纹进行清除；n4）加强安装及检修质量管理，杜绝安装、检修时鳍片过宽情况发生。501）加强检查；50长期过热n主要是水循环不畅及过热器内壁氧化皮影响传热效果。n对策：对策：n1）应加强运行管理，尤其在启停过程中，防止汽包水位过低，防止下降管进气影
21、响水冷壁水循环；n2）应加强过热器管内壁氧化皮厚度检测及寿命评估，防止氧化皮过厚影响传热效果从而造成长期过热。51长期过热主要是水循环不畅及过热器内壁氧化皮影响传热效果。51过热器、再热器内壁氧化膜增厚造成过热器、再热器内壁氧化膜增厚造成的长期过热的长期过热n锅炉受热面管蒸汽侧氧化不可避免的；n由于非奥氏体不锈钢内壁氧化皮形态及其物理特性，造成内壁氧化皮一般难以脱落，增厚的氧化皮影响传热效果，从而造成材质长期超温。n运行5万小时后应加强对过热器、再热器高温段的内壁氧化皮厚度的抽查及寿命评估工作。52过热器、再热器内壁氧化膜增厚造成的长期过热锅炉受热面管蒸汽侧岳阳2号锅炉高再泄漏图1内壁氧化皮增
22、厚造成长期泄漏的宏观形貌（515.4mm，10CrMo910）图2内壁氧化皮厚度的宏观形貌53岳阳2号锅炉高再泄漏图1 内壁氧化皮增厚造成长期泄漏的宏观形图1材质老化5级图1内壁氧化皮厚度约1190m54图1 材质老化5级 图1 内壁氧化皮厚度约1190m 54磨损n磨损泄漏是影响锅炉异停的一个重要因数，近年来电厂加大对防磨防爆检查力度，磨损减薄泄漏情况已经减少；n但省内华电石门电厂低再、鲤鱼江B厂1号、2号炉低再、大唐石门1号炉低再等磨损泄漏情况依然存在。55磨损磨损泄漏是影响锅炉异停的一个重要因数，近年来电厂加大对防n 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重损害的，全身性疾病，
23、而且不少患者同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如下：n 1、早期皮肌炎患者，还往往伴有全身不适症状，如-全身肌肉酸痛，软弱无力，上楼梯时感觉两腿费力；举手梳理头发时，举高手臂很吃力；抬头转头缓慢而费力。皮肌炎图片皮肌炎的症状表现 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重加强人孔门、临墙部位检查n低温再热器，规格634.5mm，材质210C，2005年9月试运行，2006年8月29日泄漏57加强人孔门、临墙部位检查低温再热器，规格634.5mm 表1明显磨损现象的低温再热器管测厚检查测量位置厚度mm测量位置厚度mm炉左数1-11.8炉右数1-23.2炉左数1-23.2炉右数2-22.6炉
24、左数2-32.1炉右数3-22.5炉左数3-22.5炉右数4-22.4炉左数4-22.6下一层炉左1-12.658表1 明显磨损现象的低温再热器管测厚检查测量位置厚度mm测量n低再爆管处人孔门外观n低再其它人孔门外观59低再爆管处人孔门外观 低再其它人孔门外观 59n受热面管的磨损速度与灰量、灰的磨损性、灰粒速度和烟气温度等有关，即n其中，Em为受热面管磨损速度，nm/h；Pa灰的磨损参数，与灰中含碳量等有关的参数；为烟气速度，假定烟气速度与灰粒速度相同，m/s；Tp为烟气温度，K。60受热面管的磨损速度与灰量、灰的磨损性、灰粒速度和烟气温度等有n随烟气速度的提高，灰粒对受热面管磨损程度与其速
25、度的3.3次方成正比；当温度降低时，灰粒硬度增加，磨损加剧。n由于爆管人孔门附近局部烟气温度相对较低、压力相对较低、流速相对较高，从而使局部管子受灰粒磨损加剧；n相对应的其他人孔门附近管排也发生相应的磨损加剧现象；包墙保温效果欠佳的地方均会有类似情况发生。61随烟气速度的提高，灰粒对受热面管磨损程度与其速度的3.3次方图3中隔墙未密封部位泄漏位置图4磨损泄漏口泄漏位置鳍片未密封好密封位置62图3 中隔墙未密封部位泄漏位置 图4 磨损泄漏口泄漏位置鳍片n图3、4为华电石门电厂3号炉中隔墙磨损泄漏情况；n原因为密封焊为严，造成灰飞磨损加剧。63图3、4为华电石门电厂3号炉中隔墙磨损泄漏情况；63n
26、凝渣管穿墙部位局部磨损位置磨损部位磨损沟槽64凝渣管穿墙部位局部磨损位置 磨损部位磨损沟槽64冷灰斗部位省煤器进口集箱下第3、4根右包墙过热器连通管穿中隔墙部位局部磨损（规格11060mm，减薄部位实测厚度值为15.80mm）65冷灰斗部位省煤器进口集箱下第3、4根右包墙过热器65n对策：对策：n1）尽快安排对中隔墙与侧包墙、低再与侧包墙、低过与侧包墙、水冷壁冷灰斗密封槽附近密封结构、结构异型等部位的检查，要核查设计图纸，要现场检查密封焊缝质量是否符合设计及有关规程要求，发现与设计或过程不符的应及与制造厂联系，并要求制造厂提出妥善处理方案。66对策：66n2）应检查管排与管排之间、管与管卡之间
27、以及管与结构件等之间是否存在挤压碰磨现象，发现问题及时处理；n3）检查管屏是否存在节距不均、管子出列严重等问题；无管屏节距定位装置，安装阶段管屏间距无法控制，防磨罩安装不到位，偏斜、不固定等问题，防止局部磨损加剧。672）应检查管排与管排之间、管与管卡之间以及管与结构件等之间是材质老化-材料高温运行组织状态n碳钢、低合金钢碳化物析出、元素迁移，珠光体球化，晶界变宽，蠕变孔洞、成链，裂纹萌芽n中、高合金钢碳化物析出，元素迁移，晶界变宽，蠕变孔洞，成链，裂纹萌芽n奥氏体不锈钢碳化物析出，元素迁移，晶界变宽，蠕变孔洞，成链，裂纹68材质老化-材料高温运行组织状态碳钢、低合金钢68图1 12Cr1Mo
28、V钢运行老化特征碳化物沿晶界迁移，晶界变宽a 原始组织500b 球化4级50069图1 12Cr1MoV钢运行老化特征a 原始组织 500bC 球化4级有蠕变孔洞500d 球化4级孔洞成链500图1 12Cr1MoV钢运行老化特征碳化物沿晶界迁移，晶界变宽70C 球化4级 有蠕变孔洞 500d 球化4级 孔洞成链 5c图1 TP304H 钢运行老化特征碳化物沿晶界迁移，晶界变宽71c图1 TP304H 钢运行老化特征71图2 TP304H 钢运行老化特征晶界变宽图3 TP304H 钢运行老化特征晶界变宽，孔洞成链72图2 TP304H 钢运行老化特征图3 TP304H 钢运行3000h100h
29、原始管组织HR3C高温时效组织变化特征温度923K733000h100h原始管组织HR3C高温时效组织变化特征73材质老化问题图5夹持管横向裂纹宏观图图6分隔屏下弯头网状裂纹74材质老化问题 图5 夹持管横向裂纹宏观图 图6 分隔屏下弯头n图5、6所示为益阳电厂2号锅炉分隔屏夹持管横向裂纹及分隔屏下部弯头网状裂纹情况；n省内大唐石门电厂、湘潭电厂、益阳电厂均发生；n分析认为在长期运行后组织存在晶界析出物，裂纹沿晶发展，确认为长期运行下的晶界腐蚀裂纹。75图5、6所示为益阳电厂2号锅炉分隔屏夹持管横向裂纹及分隔屏下n对策：n1）加强对分隔屏下部弯头及夹持管的检查力度，表面探伤与射线或超声波检查相
30、结合；n2）对发现有裂纹的或材质为TP304H分隔屏夹持管的弯头全部进行更换；n由于TP304H材质抗晶界腐蚀性能差，建议采用材质为TP347H弯头，并应按规程做固溶处理，防止类似问题再次发生。76对策：76材质缺陷材质缺陷n某锅炉(B-MCR)1900t/h，高温过热器出口蒸汽压力25.4MPa，高温过热器出口蒸汽温度571。高温过热器炉膛内材质均为SA213-TP347H，规格为457.8mm。n在累计运行时间近1000h，相继发生4次下部弯管内侧周向裂纹泄漏故障。77材质缺陷某锅炉(B-MCR)1900t/h，高温过热器出口蒸奥氏体不锈钢弯管横向裂纹78奥氏体不锈钢弯管横向裂纹78n晶界
31、应力腐蚀开裂；n由于国内有些锅炉厂为了降低生产成本，在弯管加工成形后，进行固溶处理不充分，甚至未进行固溶处理。n从而造成奥氏体晶界的残余应力积聚或在使用温度下碳化物沿晶析出和元素的贫化，从而增加了弯管的晶界应力腐蚀的敏感性。79晶界应力腐蚀开裂；79原材料裂纹造成泄漏n黔东电厂1号锅炉在试运行后，第一次运行高再即发生泄漏；n材质规格为SA-213T91、574.5mm；n泄漏主要原因为材质内壁存在裂纹，内壁存在腐蚀坑；n对高温再热器进行更换处理。80原材料裂纹造成泄漏黔东电厂1号锅炉在试运行后，第一次运行高再加强原材料的监督检查T91管样内壁裂纹形貌内壁细小裂纹形貌（侵蚀后）81加强原材料的监
32、督检查T91管样内壁裂纹形貌 内壁细小裂纹形貌某电厂对新材料验收时发现：T91管表面存在裂纹T91,51.07.0mm,原始管表面裂纹82某电厂对新材料验收时发现：T91管表面存在裂纹82n1）购买时选择信誉较好的厂家；n2）核对清单及质量证明书，核查厂家验报告及工艺、数据；n3）进厂验收把关，100%光谱、涡流；n4）高合金耐热钢抽样进行理化试验。831）购买时选择信誉较好的厂家；83加强对热疲劳裂纹检查n必要条件是环境温度循环变化和零件变形受到机械约束；n一般容易在水冷壁、减温器及其附近连通管。84加强对热疲劳裂纹检查 必要条件是环境温度循环变化和零件变形受制造质量问题常德电厂1号锅炉低再
33、进口集箱管座角焊缝裂纹85制造质量问题常德电厂1号锅炉低再进口集箱管座角焊缝裂纹85n1）4个省煤器集箱共有约1940个管座，管座角焊缝平均缺陷率超过80%，且主要为裂纹类缺陷；n2）水冷壁后墙下集箱共222个管座，发现46个管座角焊缝存在缺陷（缺陷率为20.72%），其中裂纹类缺陷36个。n3）低再进口集箱共有938个管座，检测了402个管座角焊缝，发现106个管座角焊缝存在不同程度缺陷（缺陷率26.37%）。n4）低过进口集箱共有806个管座，发现220个管座角焊缝存在不同程度缺陷。861）4个省煤器集箱共有约1940个管座，管座角焊缝平均缺陷率裂纹金相组织100焊缝金相组织存在贝氏体+网
34、状铁素体，且存在淬硬马氏体组织，焊缝组织异常。87裂纹金相组织 100焊缝金相组织存在贝氏体+网状铁素体，8n主要原因为：焊接及热处理工艺不当，造成组织异常，发生冷裂纹。n具体为工艺不正确，热处理工艺与规程严重不符，焊接过程中采用焊条直径偏大（最大焊条直径为5mm），热输入量大，且无预热及后热处理，单个管座角焊缝焊完后到焊后热处理之间停留时间过长，未及时采取后热处理及整体焊后热处理，造成焊后冷裂纹产生。88主要原因为：焊接及热处理工艺不当，造成组织异常，发生冷裂纹。加强对热疲劳裂纹检查焊缝泄漏裂纹宏观形貌弯管内壁网状裂纹宏观形貌泄漏裂纹弯头内壁网状裂纹89加强对热疲劳裂纹检查 焊缝泄漏裂纹宏观
35、形貌 弯管内喷水减温器连通管弯头横向裂纹n300MW机组锅炉再热器微量喷水减温器连通管弯头；n材质为12Cr1MoV，规格为60922；n运行约3万小时后即发生泄漏；n为热疲劳裂纹。90喷水减温器连通管弯头横向裂纹300MW机组锅炉再热器微量喷水喷水减温器连通管弯头横向裂纹n据了解国内同类型锅炉，特别是DG1025/18.2-II型锅炉，多次出现过减温器连通管泄漏事件。n特建议如下：1）利用检修机会，加强对减温器及附近连通管直管、焊缝以及弯管内部进行无损检测，发现问题及时处理；n2）与制造厂及时沟通，对类似减温器结构进行分析，提出弯头结构改进方案，提前采取预防措施；n3）改善运行条件，减少减温
36、水的喷洒量，防止骤停骤开，以确保减温水即时汽化，降低热应力，避免裂纹的产生。91喷水减温器连通管弯头横向裂纹据了解国内同类型锅炉，特别是DGn水冷壁热疲劳裂纹为横向裂纹，一般发生在向火侧，由外壁向内扩展；n原因：1）水质不合格导致炉管内壁严重结垢，并引起传热恶化及垢下腐蚀；2）炉膛火焰中心偏向右侧炉墙。92水冷壁热疲劳裂纹为横向裂纹，一般发生在向火侧，由外壁向内扩展n对策：对策：n1）应加强水质管理；n2）要加强燃烧优化调整、合理配风，确保炉膛火焰中心位置适宜，不发生偏斜或刷墙；n3）检修时加强外观检查，尤其是热负荷高位置外观检查，必要时进行无损检测检查，发现问题及时处理。93对策：93穿墙管
37、检查及改造n穿墙管密封处由于其结构的特殊性，各部件容易受热膨胀引起热应力；n主要发生在折焰角水冷壁与凝渣管密封、壁式低温再热器与炉墙密封以及炉顶管屏（包括屏式过热器、高温过热器、高温再热器等）与顶棚密封处，顶棚穿墙管密封处尤为突出。94穿墙管检查及改造穿墙管密封处由于其结构的特殊性，各部件容易受顶棚穿墙管密封焊裂纹密封焊裂纹密封焊位置不当辐射再热器穿墙部位泄漏现场95顶棚穿墙管密封焊裂纹 密封焊裂纹密封焊位置不当辐射再热器穿墙锅炉辐射再热器穿墙部位裂纹96锅炉辐射再热器穿墙部位裂纹96辐射再热器穿墙泄露原因n1）省内首先发现泄露时累计运行6.2万小时；n2）对某厂2号锅炉辐射再热器共检测309
38、根，发现裂纹254根，比例82.2%；n3）设计要求：再热器管子材质：15CrMoG，规格：ID654；密封钢板材质：20g，厚6mm管子和钢板之间采用环焊缝，焊缝高度为4mm；n4）长期运行中因膨胀不一致产生热应力作用下导致管子拉裂所致。97辐射再热器穿墙泄露原因1）省内首先发现泄露时累计运行6.2万n对策：对策：n1）对类似部位尽快安排检查；n2）建议及时改造，如建议适当考虑修改密封钢板厚度或适当降低焊缝高度或适当提高墙式再热器管子局部厚度；或对于受热面管与密封板直接焊接密封的情况，建议改为过渡密封方式，消除炉墙密封板与受热面管直接焊接，减少因热膨胀不一致而产生的应力，防止因长期运行的热膨
39、胀不一致问题影响今后锅炉安全运行。98对策：98异种钢焊缝裂纹的检查n近年来新建机组异种钢安装焊缝早期失效应引起重视，T23管安装焊接接头频繁开裂泄漏，运行约8000h；n运行5万小时左右异种钢焊缝裂纹检查度。99异种钢焊缝裂纹的检查 近年来新建机组异种钢安装焊缝早期失效应T23焊缝早期失效裂纹T23材质管子安装异种钢焊缝裂纹宏观形貌100T23焊缝早期失效裂纹T23材质管子安装异种钢焊缝裂纹宏观形T23侧焊缝熔合线形态裂纹T23母材组织101T23侧焊缝熔合线形态裂纹 T23母材组织 101n金相分析发现熔合区组织组大且贝氏体呈方向性排列；n初步认为再热裂纹。102金相分析发现熔合区组织组大
40、且贝氏体呈方向性排列 ；102T92与奥氏体不锈钢异种钢裂纹nT92与s30432、HR3C等异种钢早期失效；nP92焊缝表面及内部裂纹。103T92与奥氏体不锈钢异种钢裂纹T92与s30432、HR3C运行5万h左右异种钢焊缝裂纹n在长期高温运行中，由于存在材料成分、机械性能与物理性能上的差异、合金元素扩散，使得在低合金钢很靠近熔合线的热影响区内形成碳化物，其进一步长大导致在熔合线附近形成网状碳化物链，在热应力的作用下，诱导蠕变孔洞的形核与长大，最终呈现蠕变方式失效。104运行5万h左右异种钢焊缝裂纹在长期高温运行中，由于存在材料成运行5万h左右异种钢焊缝裂纹G102/TP347H异种钢焊缝
41、裂纹宏观形貌G102/TP347H异种钢焊缝G102侧105运行5万h左右异种钢焊缝裂纹G102/TP347H异种钢焊缝国外异种钢焊缝早期失效统计数据n加拿大：5000小时，约1.55%失效；n英国：奥氏体填充金属的，1万小时失效，概率1%；镍基填充金属，5万h概率才达到1%；n美国：奥氏体填充，最早发生2.9-12.5万h，平均7.4万h；镍基填充，最早约4-12万h，平均10万；106国外异种钢焊缝早期失效统计数据加拿大：5000小时，约1.5运行前接头原始状态影响n1）时效条件对界面型碳化物生长影响n对于2.25Cr1Mo-镍基焊缝而言，运行前经过700度以上高温回火，令碳化物尽早析出，
42、颗粒变细，使型碳化物出现较晚，延长寿命；相反，低于650度回火时，碳化物析出晚，但成长颗粒大，型碳化物出现的早。107运行前接头原始状态影响1）时效条件对界面型碳化物生长影响1运行前接头原始状态影响n2）高温回火焊缝影响长期运行下界面的第二相的形态与数量：未经过高温回火后接头，运行温度下镍基焊缝界面上较多较大颗粒碳化物析出；经过高温回火后，析出大大较少；回火温度后，避免过早形成型碳化物，延长寿命；n3）填充材料强度尽量与母材相近，有利于减少界面拘束度减缓蠕变速率。108运行前接头原始状态影响2）高温回火焊缝影响长期运行下界面的第对策：对策：n1）应加强焊接质量管理，施焊时应严格执行焊接工艺，对
43、于T23材料焊接，应严格控制焊接线能量，防止过烧、未焊透等缺陷，尽量进行焊后热处理，提高焊缝韧性；n2）对于奥氏体钢与铁素体钢焊接接头，应尽量避免在热应力大的区域，应采用镍基焊材，填充材料强度、线膨胀系数尽量与母材相近焊接时应按铁素体侧材料进行热处理（高温回火）；109对策：1）应加强焊接质量管理，施焊时应严格执行焊接工艺，对于n3）对运行5万小时后的锅炉，在大修期间应对异种钢焊缝进行100表面宏观检查，对不锈钢异种钢焊缝进行100超声波或射线抽查，其他类型的进行20比例抽查，一旦发现存在裂纹情况，应进行100%射线或超声波探伤检查，防止因异种钢焊缝早期失效而影响锅炉安全运行。1103）对运行5万小时后的锅炉，在大修期间应对异种钢焊缝进行10谢谢大家！111谢谢大家！111
