过热器、再热器管材缺陷分析和处理

中电投开封京源发电有限公司(开封火电厂)扩建的2×600 MW机组DG1950/25.41-Ⅱ 1型超临界变压直流锅炉的高温过热器、再热器采用T91/P91耐热钢管.2008年7月2日1号炉高温再热器第620号焊口在焊接安装过程中,发现焊口下部管子管口处有细微裂纹,经PT检验后确认为长约40 mm的条状缺陷(图1).为此,对1号和2号锅炉P91材质管子焊口两侧200 mm范围进行表面着色探伤检验.     

超超临界锅炉异种钢接头裂纹分析及处理

某超超临界锅炉高温再热器入口管屏异种钢(T91/HR3C和T91/SUPER304H)接头产生裂纹泄漏,宏、微观检测结果显示,泄漏管和未泄漏管均存在焊缝T91侧热影响区硬度值偏高。从内、外部影响因素分析了异种钢焊接接头裂纹产生的原因,采取对所有高温再热器入口管屏现场整体热处理来降低T91侧热影响区硬度,并割除管屏的梳形卡以减小单根管子的外部应力,通过热处理后割管和异接试样块的检验验证了热处理效果,检测结果表明,现场管屏整体热处理可有效降低异种钢接头热影响区的硬度值,避免异种钢接头产生裂纹泄漏。     

T91耐热钢服役后的析出相分析

以被广泛用作超临界锅炉高温过热器和高温再热器部件的T91耐热钢为研究对象,分析材料在服役过程中析出相的演化规律。结果表明:服役后析出新相Laves相,Laves相优先在晶界处析出和长大;随着运行时间的延长,析出相的总量增加,Laves相占比增加。Laves相的析出会对T91耐热钢的蠕变强度产生不利影响,易成为蠕变空穴核心,最终导致锅炉高温过热器和高温再热器失效。     

1100t/h直流锅炉过热器、再热器材质状态试验研究

通过化学成分分析、高温室温拉伸试验、显微组织分析、微区扫描电镜及能谱分析、钢管内外壁氧化腐蚀分析等方法,对1 100 t／h直流锅炉运行5万h以上其过热器和再热器钢管寿命状态进行试验研究。通过对试验数据、向火面与背火面显微组织、脱碳层及高温氧化腐蚀的综合分析,确认过热器Ⅰ材质老化及氧化腐蚀程度严重,要求在适当时间安排更换;再热器Ⅰ材质中度老化,应加强对该钢管的金属监督检查。     

超超临界锅炉高温再热器T91/HR3C异种钢接头失效分析

在超超临界火电机组锅炉受热面管的高温段有许多异种钢接头,其焊接质量及性能直接影响机组的安全运行.对某3 033 t/h超超临界锅炉高温再热器T91/HR3C异种钢接头的失效试样进行了宏/微观分析.研究表明,失效部位在T91侧热影响区,裂纹沿管子周向分布,从外壁粗晶粒热影响区启裂,终止于细晶粒热影响区.焊后热处理不充分,T91侧热影响区组织不稳定和硬度高是异种钢接头失效的主要原因,建议再次进行焊后热处理以改善接头性能和消除焊接应力.此外,研究发现T91侧熔合线附近形成白亮的低硬度δ-铁素体,其对接头失效虽无直接影响,但对接头长期性能的影响需要进一步评估.     

邢台电厂4号炉高温再热器管寿命评估

邢台电厂４号炉高温再热器管金属组织严重老化，力学性能显著下降，按常规监督方法，应穿顶棚大批量换管，但结合高温再热器具体工况及老化的１２Ｃｒ２ＭｏＷＶＴｉＢ钢力学性能现状，文章作者做出了使直管段寿命延长约一倍，仅更换弯头的延寿决定。     

12X18H12T钢材质变化特征研究

通过对高温再热器管泄漏事故中12X18H12T钢的宏观检查、成分分析、常温机械性能试验及显微试验分析,确认12X18H12T不锈钢管在长期超温运行后的材质变化规律和老化机理,并验证了该种类钢材寿命的评定方法.     

1100 t/h直流锅炉过热器、再热器材质状态试验研究

通过化学成分分析、高温室温拉伸试验、显微组织分析、微区扫描电镜及能谱分析、钢管内外壁氧化腐蚀分析等方法，对1100t，h直流锅炉运行5万h以上其过热器和再热器钢管寿命状态进行试验研究。通过对试验数据、向火面与背火面显微组织、脱碳层及高温氧化腐蚀的综合分析，确认过热器Ⅰ材质老化及氧化腐蚀程度严重，要求在适当时间安排更换；再热器Ⅰ材质中度老化，应加强对该钢管的金属监督检查。     

T91钢长时高温运行后塑韧性变化趋势研究

通过对某机组运行长达13万h的T91钢高温再热器管进行系列冲击试验,结合运行6万h的T91钢试样和原始管段试验结果,研究T91钢管长期高温运行后的塑韧性变化趋势.研究结果表明,随着运行时间的增加,T91钢的脆性转变温度(FA TT)出现了明显的上升趋势,表明运行过程中材料塑韧性下降;T91钢长期高温运行后(13万h)试验温度0℃以上时冲击断口表现为100％剪切断裂,韧性断裂为主;裂纹扩展过程中均只产生裂纹稳定扩展,与断口的解理断裂率为0％一致;随冲击试验温度的升高,3种试样的裂纹扩展能量Wp均增加,在相同温度下原始管段的裂纹扩展能量Wp最大.     

T91＆TP347H异种钢薄壁小径管的焊接

随着电站设备中金属部件使用钢材种类的逐渐增多,对锅炉高温、高压金属部件材质的要求越来越高,不可避免地会遇到异种钢焊接的问题。在300～1000MW机组锅炉过热器、再热器管道中,为满足使用要求,已经部分使用蠕变强度和抗氧化性能高的马氏体、奥氏体耐热钢（如T91、TP347H、TP304H）。为此,通过对马氏体耐热钢（T91）和奥氏体钢（TP347H）的性能分析,阐述T91＋TP347H焊接存在的问题,焊接性能、焊接工艺及操作技术,为从事焊接的工程技术人员提供选材和制定合理焊接工艺的依据．     

T91/TP347H高温再热器管焊缝开裂原因分析

通过宏观检测、化学成分分析、金相及力学性能检验等方法,对某电厂T91/TP347H高温再热器管开裂原因进行的分析表明:高温再热器异种钢焊接接头焊缝两侧内壁12.5mm段削薄,化学成分符合ASME SA—213/SA—213M2008a要求,显微组织老化,抗拉强度符合要求。因此,T91侧管子的环向开裂是由于焊接接头两侧管子端部内壁削薄结构在特定条件下造成的工质流动变化引起了局部超温,使结构薄弱区域受较大的管圈热胀应力作用而致。     

超超临界压力锅炉用T92高压锅炉管的研制

为了满足我国超超临界压力锅炉过热器、再热器的材料要求,宝钢继T91高压锅炉管研制之后,开展了T92高压锅炉管的研制。论述了T92钢管成分优化设计、生产的工艺过程及性能评定。试验数据表明,T92钢管各项技术性能均符合ASME SA-213标准的要求,可以替代进口材料。     

T91钢长期运行过程中微观组织老化研究

对两个电厂锅炉的T91钢制高温过热器和中温再热器管运行后微观组织的老化进行了试验研究。结果表明:光学显微镜下,难以观察到材料微观组织的老化特征;在透射电镜下,可明显观察到材料微观组织老化的精细结构;运行时间短的中温再热器管的微观组织老化较运行时间长的高温过热器管严重。     

TP347H与T23小径管的焊接工艺及缺陷形成机理

目前,600MW超临界机组锅炉内的柬级过热嚣管、高温再热器管等大多采用TP347H奥氏体不锈钢来替代T91马氏体耐热铜,以提高管子承受高温的能力,而进口集箱却使用SA335P22或SA335P23钢材,这样,存在SA213-T23引出短管与SA213-TP347H小管异种钢的焊接熔舍比问题。为此,介绍了TP347H钢与T23小径管异种钢焊接工艺及可能出现的缺陷,并提出处理缺陷的一些常规方法。最后强调以未熔舍缺陷对焊接质量影响最大．     

新形势下的金属技术监督

超超临界机组的快速引进,使得金属监督工作发生了很大的变化。文章立足于目前监督工作中存在的问题,阐述了监督工作中的薄弱环节和金属检验的原则,根据新型材料在机组中的广泛使用,对金属监督工作提出了进一步加强监督的方法和思路。     

Super304H焊接工艺试验研究

介绍Super304H同种钢、Super304H与SA-213TP347H及SA-213T91异种钢焊接性试验,通过试验确定较为合理的焊接及热处理规范.该钢用于我国超临界、超超临界锅炉机组具有很大的潜力.图2表7参3     

Super304H钢管国产化和质量现状

介绍了超超临界机组用的Super304H钢管的国内外生产现状,分析了国产Super304H钢管质量状况,包括化学成分、力学性能和金相特征。调查分析结果表明,目前国内已有多家企业具备了Super304H钢管的生产能力,国产与进口Super304H钢管相比,在某些指标上还存在一定的差距,但已能满足相关标准的要求。国产Super304H钢管已在国内超超临界机组中投入使用,应加强运行监督。     

700MW机组三级再热器管子泄漏原因分析

介绍了珠海发电厂的三级再热器管子爆管的情况,通过对失效的高温再热器管进行宏观分析、光谱分析、金相分析,论证了爆管的原因是更换管夹或管夹螺栓时进行过焊接或气割作业误伤了管壁。对爆漏管子及有吹损情况的管子进行了更换,同时更换新管夹,未再发现其它异常情况。     

On-Line Life Monitoring Technique for Tube Bundles of Boiler High-Temperature Heating Surface

High-temperature heating surface such as superheater and reheater of large-sized utility boiler all experiences a relatively severe working conditions. The failure of boiler tubes will directly impact the safe and economic operation of boiler. An on-line life monitoring model of high-temperature heating surface was set up according to the well-known L-M formula of the creep damages. The tube wal] metal temperature and working stress was measured by on-line monitoring, and with this model, the real-time calculation of the life expenditure of the heating surface tube bundles were realized. Based on the technique the on-line life monitoring and management system of high-temperature heating surface was developed for a 300 MW utility boiler, An effective device was thus suggested for the implementation of the safe operation and the conditinn-based maintenance of utility boilers.