中寧電廠#1爐后屏過熱器出口聯(lián)箱管座角焊縫泄漏原因及處理措施

摘 要：隨著鍋爐運行時間增加，設(shè)備老化會愈發(fā)嚴重，經(jīng)常會出現(xiàn)管道泄漏等現(xiàn)象。尤其是鍋爐受熱面泄漏，不僅會造成發(fā)電機組的飛停，還會嚴重威脅到電廠的效益。本文作者針對寧夏中寧發(fā)電有限責(zé)任公司330MW鍋爐后屏過熱器出口集箱管座接頭焊縫裂紋進行失效分析并制定處理措施，避免相同問題再次發(fā)生，以確保機組安全運行及電廠效益。

關(guān)鍵詞：中寧電廠 后屏過熱器 原因分析 處理措施

一、引言

寧夏中寧發(fā)電有限責(zé)任公司有兩臺武漢鍋爐制造廠設(shè)計的330MW鍋爐，其型號為WGZ1112/17.5-3型，該爐系亞臨界壓力，中間一次再熱，自然循環(huán)汽包爐，系單爐膛，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，鋼架緊身封閉全懸吊結(jié)構(gòu)。尾部雙煙道布置，爐膛內(nèi)膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，爐膛上方布置屏式過熱器，折焰角上方有高溫過熱器，在水平煙道處布置了高溫再熱器，尾部豎井由隔墻分成兩個煙道，前面布置低溫再熱器，后部為低溫過熱器和省煤器。后屏過熱器在分隔屏后爐膛上部，共21片，每片由14根管子組成，管徑為Ф54×8及Ф54×8.5，材料為12Cr1MoV、T91、TP347。后屏過熱器出口聯(lián)箱尺寸為Ф457×65，材質(zhì)為12Cr1MoV。

二、現(xiàn)場情況

2015年12月26日，運行人員在日常巡檢過程中，發(fā)現(xiàn)主蒸汽管道與墻體連接處有滴水現(xiàn)象，運行人員迅速上報公司領(lǐng)導(dǎo)并聯(lián)系檢修人員現(xiàn)場確認。檢修人員在大罩殼上部，發(fā)現(xiàn)有明顯的泄漏聲音，確認泄漏，被迫決定停機處理。停機后檢修人員進入檢察發(fā)現(xiàn)，大罩殼內(nèi)后屏過熱器出口集箱從南向北第三屏第一根管、第九管屏第一根管、第十九管屏第一根管與集箱角焊縫有裂紋，裂口如下圖。

如上圖所示，這三根管道為后屏流體冷卻定位管，穿過頂棚過熱器向下，用于固定屏式過熱器。在穿過頂棚過熱器的地方由廟臺對其進行固定，用于懸吊下部管道。

三、原因分析

1.材質(zhì)確認。在進行原因分析前，對聯(lián)箱與管道的化學(xué)成分進行確認，有助于排除錯用鋼種和異種鋼焊接導(dǎo)致裂紋。聯(lián)箱化學(xué)成分如表一，管道化學(xué)成分如表二，通過表一和表二聯(lián)箱用鋼化學(xué)成分表可以看出，它們屬于同種鋼材（12Cr1MoV），材料使用上并無異常，排除異種鋼焊接的懷疑。

2.失效原因分析。后屏過熱器出口聯(lián)箱為懸吊結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠自由向下膨脹。但由于后屏過熱器出口聯(lián)箱入口管與聯(lián)箱成九十度角，下部由廟臺固定，卻限制了入口管向下膨脹。在鍋爐運行中，隨著溫度的不斷升高，聯(lián)箱向下膨脹，而被固定的入口管，只能向上部膨脹，膨脹受阻后，便造成了焊縫處二次應(yīng)力集中。隨著鍋爐負荷的不斷變化，最終形成下部裂紋開裂。如下圖所示。

四、處理措施

通過以上對#1爐后屏過熱器出口聯(lián)箱管座角焊縫泄漏的原因分析后，為了消除入口管道的膨脹受阻，筆者認為，將廟臺與聯(lián)箱之間的管道改為撓性鏈接可以有效解決該問題。即當(dāng)受熱膨脹后，蛇形彎管能夠吸收向上膨脹的應(yīng)力，避免焊口處二次應(yīng)力集中造成的開裂。如下圖所示。

具體實施細節(jié)：

1.加工好的管道做好破口處理，聯(lián)箱處將原有管座挖出，并進行打磨。焊接前進行預(yù)熱處理，200-300℃，現(xiàn)場采用紅外線測溫儀進行測量，預(yù)熱溫度達到規(guī)定值20分鐘后開始施焊。

2.氬弧焊打底，普通焊接蓋面。

3.焊后熱處理。

3.1根據(jù)DL/T 819-2010《火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程》要求，本項目焊后熱處理的加熱寬度，根據(jù)管道規(guī)格不同，每側(cè)不小于管子壁厚的6～7倍；保溫寬度，應(yīng)在加熱寬度基礎(chǔ)上增加壁厚的2倍以上，且不小于150mm，以減少溫度梯度。

3.2熱處理升降溫速度：升溫、降溫速度一般可按6250/δ（℃/h）計算（δ為管壁厚度），且不得大于120℃/h；升溫、降溫過程中，溫度在300℃以下時可不控制。

3.3保溫材料熱阻值應(yīng)不小0.35℃×m2/W

3.4回火溫度：730±10℃。

3.54高溫回火熱處理時間：0.5小時

4.檢驗。

4.1射線檢驗按照AB級檢驗，二級驗收；磁粉檢測Ⅰ級驗收；理化（硬度）檢驗，按照DL/T438-2009《火力發(fā)電廠金屬監(jiān)督規(guī)程》。

4.2焊口熱處理完畢后，應(yīng)進行光譜復(fù)查，表面滲透檢測，無裂紋等缺陷。

4.3母材硬度要求：135-179HB，焊縫硬度要求：母材+100，且不大于270HB。

參考文獻：

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