电厂锅炉过热器失效统计与分析

通过对141份失效分析报告进行分析和统计,发现对于不同容量机组,由过热造成的失效占比均超过50%,其主要原因是长期运行产生的氧化皮或异物堆积;随着机组容量的上升,由焊接缺陷与母材缺陷引起的失效占比由12.5%升至42.8%,原因主要是马氏体耐热钢与奥氏体耐热钢的大量应用、高参数机组对材质要求的提升与锅炉结构的变化。对600 MW及以上机组的主要失效原因进行分析,过热占比为51.4%,焊接缺陷占比24.3%,母材缺陷占比18.6%,这3种缺陷引起的过热器失效占总失效次数的94.3%。通过对这3种失效模式进行研究,分别提出了加强管壁温度监控、避免异种钢接头承受弯曲应力以及加强原材料质量控制等防范措施,效果有待后期验证。     

超超临界锅炉水冷壁T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头焊后热处理裂纹分析

分析了T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头焊后热处理裂纹的宏观和微观特征、断口形貌及接头的显微组织,测试了接头的硬度分布,在此基础上讨论了裂纹的性质及形成原因,并提出了防止裂纹的措施。结果表明,裂纹启裂于T23钢侧焊趾部位,沿粗晶粒热影响区(CGHAZ)晶界扩展,为典型的再热裂纹。焊后热处理明显降低了异种钢焊接接头两侧热影响区的硬度,T23钢侧CGHAZ产生再热裂纹与其在焊后热处理过程中晶界析出碳化物有关,其析出促进了孔洞的形成。在焊后热处理前,对异种钢焊接接头进行一次550 ℃×1 h的中间热处理有利于抑制再热裂纹的产生。     

1025t/h CFB锅炉屏式过热器管失效分析

某1 025 t/h CFB锅炉屏式过热器管多次发生靠近水冷壁前墙位置的爆漏,采用宏观检查、化学元素分析、显微组织分析及显微硬度分析等方法对屏式过热器管爆漏原因进行了试验与分析。结果表明:屏式过热器结构应力在靠近水冷壁前墙部位的叠加、屏式过热器管固定块焊缝的焊接质量不良以及启停炉过程中的应力循环等原因综合作用,导致固定块角焊缝低周高应力疲劳断裂,裂纹扩展至管子致使屏式过热器管爆漏。     

脱硫搅拌器叶片焊接试件耐腐蚀性能试验与研究

采用电化学腐蚀试验与浸泡腐蚀试验的方法,对超超临界机组脱硫搅拌器叶片焊接修复模拟试件母材和焊缝的耐腐蚀性能进行对比试验研究。结果表明,在试验介质条件下母材和焊缝均具有极强的耐腐蚀性,其在不同条件下耐腐蚀性能差别不大,焊缝耐蚀性能可以满足现场使用要求。     

电火花精密堆焊的残余应力及其数值模拟

分析了电火花堆焊的热作用特性与残余应力产生原因;建立了基于焊接热源等效转换与加载方法的电火花堆焊的温度场与应力场计算模型。用ANSYS有限元分析软件进行了残余应力场的数值模拟计算,与实测结果较吻合,其最大应力值未超过试验材料屈服强度的1／7。     

蒸汽冷凝管壁残余应力分析

采用盲孔法现场测试残余应力和数值仿真分析相结合的方法研究超临界发电机组蒸汽冷凝管焊口部位的应力状态,为爆管事故原因分析提供依据。管屏拼装过程中焊接和强制对口等因素所产生的残余应力和工作应力叠加,部分管口会处于较高的应力水平,有时甚至会超过其屈服强度。同时依据现场应力检测和数值模拟分析,对蒸汽冷凝管壁开槽处理效果进行了分析论证。     

高温环境下结构应力测试技术

针对火力发电等工程中的机械部件和结构在非常温复杂环境下负载工作时的强度、刚度和稳定性问题,开展热态条件下的应力应变测试研究对结构的安全运行、故障诊断和科学管理意义重大。总结分析了高温环境下材料力学性能和应力应变测试的方法、特点及其适用性,并讨论了测试数据的修正补偿问题,为开展服役结构的测试研究提供参考依据。     

超临界二氧化碳锅炉小径管焊瘤图像测量

针对超临界二氧化碳发电站锅炉小径管焊瘤尺寸图像测量算法准确性低的问题,提出一种基于迭代最大熵阈值分割的焊瘤尺寸测量算法,涉及内管壁提取、内焊缝分割和焊瘤检测3部分。通过自适应阈值化和概率Hough算法检测管壁竖直线,对图像裁剪得到内管壁区域;采用UNet语义分割算法获取通孔区域分割掩模,根据通孔边缘和先验约束拟合出内焊缝壁椭圆;在内焊缝壁椭圆中,采用迭代最大熵阈值分割算法分割出焊瘤区域,并计算焊瘤尺寸。实验结果表明:焊瘤数目检测准确率达96.79%,焊瘤尺寸准确率达95.07%,能够对焊瘤特性进行精确测量。     

300 MVar调相机金属监督缺陷及其原因浅析

随着一批300 MVar大型调相机组的相继投运,调相机检修工作逐渐展开。笔者在参与某省2个大型调相机站的大修工作中,发现一大批安装缺陷、焊接缺陷、设备缺陷等基建遗留缺陷,分析认为,重视程度不足、标准体系的缺失和标准执行存在的一些误区是形成缺陷的主要原因,并给出了相应解决建议。     

P91钢焊缝650 ℃时效黑线缺陷分析

将P91钢焊缝在650 ℃分别时效210、1000、3000和5000 h,采用扫描电镜-X射线能谱分析(SEM-EDS)和复相分离技术(MPST)研究了焊缝黑线/正常组织区域的合金元素(Cr、Mo)的分布变化以及M₂₃C₆体积分数变化。结果表明,焊缝黑线缺陷区域组织由δ-铁素体和周边析出相M₂₃C₆组成,黑线组织上有显微裂纹和显微孔洞;黑线组织区域的Cr_eq较大,促进了δ-铁素体的生成;随着时效时间的延长,黑线组织区域基体中贫Cr较正常区域严重,M₂₃C₆相所占体积分数更多,且颗粒更易粗化。