P91 弯头硬度偏低问题的分析和处理

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1、P91弯头硬度偏低问题的分析和处理邬澍文1程志寅2（1浙江省电力建设有限公司3150102萧山发电厂311521）摘要：本文针对萧山天然气发电工程中余热锅炉P91弯头硬度偏低的问题，以硬度测试、机械性能试验、金相组织分析、化学元素分析等金相试验数据为基础，结合金相原理分析问题原因，并提出处理方案。关键词：P91硬度金相试验AnalysisandTreatmentofP91SteelElbowHardnessWuShuwen1ChenZhiying2(1ZhejiangElectricPowerConstructionCorporation,Ltd2Xiaos

2、hanPowerPlant)Abstract:InordertosolvetheproblemofP91steelelbowhardnessinHRSGIsland,happeninginXiashanNaturalGasPowerPlantProject,thisarticleanalysesthecausesandproposesthetreatmentmethodinaccordancewiththemetallographicexperimentationdataofhardnesstests,mechanicalperformancetestsan

3、dchemicalelementanalysistests.Keyword:P91,Hardness,Metallographicexperimentation1.引言随着火力发电机组参数的不断提高，大量的SA335P91、SA335P92等材料被大量应用。由于我国近期新建机组较多，部分配管厂和管件厂生产能力和技术力量不足，使许多管件的质量出现问题。萧山电厂天然气发电工程为萧山电厂的3#、4#机组，采用的是9F级单轴燃气-蒸汽联合循环机组，配套余热锅炉为杭州锅炉集团有限公司生产的三压、再热、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉，它与V94.3A型燃气轮机相匹配

4、，型号为NG-V94.3A-R。2.问题的提出根据DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》6.5和7.3的要求：采用里氏硬度计进行测量，同种钢焊接接头热处理后焊缝的硬度，一般不超过母材布氏硬度加100HBW；对P91材料而言，其合金总含量超过10%，布氏硬度应不超过300HBW。ASTM《A335/a335M-04StandardSpecificationforSeamlessFerriticAlloy-SteelPipeforHigh-TemperatureService》第9.3条要求P91材质的管子的硬度不超过250HB/265HV[25HR

5、C]。萧山电厂天然气发电工程的主蒸汽管道和再热蒸汽热段管道均采用P91材料，由杭锅从日本JEF公司和德国V&M公司进口，部分弯头从河南偃师采购。在浙江省火电公司和浙江省特检中心对锅炉管道材料和焊缝的无损检测时发现2台余热锅炉均存在多处P91材料弯头硬度偏低的问题。具体的现场采用便携式硬度仪的实测值和杭州锅炉集团有限公司金属试验所在台式硬度仪上的实测值对照如表1所示：5表1P91弯头硬度实测值列表（单位：HB）弯头部位管子规格数量现场测量值台式机测量值3#机高过2至高过3F219.1×20.626134-1561484#机主蒸汽管道F273×28.581125

6、-1331304#机热段1F610×17.051125-1291284#机热段2F406×12.71130-1371354#机热段3F406×12.71130-1371384#机高过2到高过3F219.1×20.621130-136136注：便携式硬度仪的测量值由杭锅、浙江火电、浙特检中心、浙江省电力试验研究院四方共同采用各自的仪器测量汇总分析而得。5421图1：弯头硬度现场测点布置图弯头测量部位如图1所示：2点的测量值，由于弯曲过程中的减薄作用，使该点的刚性相对较低，导致实际硬度测量值在2点偏低。4点由于打磨的水平度和测量位置等原因，实际测量的硬度值也偏低

7、。显然，这些弯头的硬度值均偏离标准值较大，而硬度和材料的许用应力之间存在一定的正比关系，为防止材料的强度出现问题，建设单位组织各方对该问题展开了进一步的分析和处理。1.分析问题鉴于出现了假冒国外公司生产P91等材质的情况，并导致了青海大通发电厂主蒸汽管道在建设期间爆裂事故。建设单位组织各方对硬度存在问题的这些弯头进行了以下分析：金相组织分析、化学元素成份分析、原材料来源追踪、硬度的进一步测量、材料的拉伸强度试验等。3.1金相组织分析出现问题后浙江火电取试样到浙江大学金属材料检验中心对该材料的金相组织进行了观察和分析，同时杭州锅炉集力有限公司也派技术人员进行了

8、现场金相覆膜试验，通过金相技术人员对双方照片的比对和