高温再热器爆管原因分析及处理

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1、第30g／2olo年第2期湖南电力经验与探讨高温再热器爆管原因分析及处理刘富强(贵州黔东电力有限公司，贵州镇远557702)摘要：通过现场实际调查、宏观检查、微观组织及力学性能试验，分析2028t／h亚临界锅炉高温过热器弯头在高温下运行不足500h即产生裂纹的原因。结果表明，，I9l管子材质存在裂纹类缺陷，未经过固溶处理后的冷加工成型TP304H奥氏体钢弯管腐蚀敏感性增强，弯头部位存在晶间析出物现象等材质问题，在高温及烟气、煤灰覆盖层运行环境下，'191材质裂纹加速扩展，在弯头部位产生泄漏。T91管子材质存在裂纹类缺陷是泄漏的主要原因。关键词：'

2、191；TP304H；冷加工成型；裂纹；晶间腐蚀中图分类号：TM621；TK223文献标识码：B文章编号：1008-0198(2010)02-0049-03某电厂1号锅炉为600MW亚临界中间再热自然循环汽包锅炉，锅炉为单汽包、单炉膛、平衡通风、中间一次再热、固态排渣、w燃烧方式、露天戴帽布置、亚临界压力、自然循环、挡板调温、全钢构架。最大连续蒸发量(B—MCR)2028t／h，高温过热器出口蒸汽压力17．45MPa，高温过热器出口蒸汽温度541oC。高温再热器出口蒸汽压力3．889MPa，高温再热器出口蒸汽温度541℃，每屏中外圈2根以及内圈2

3、根管子为SA一213TP304H，(I)57mm×4．5mm；其余材质规格为SA一213T91，57mm×4．5mm。该炉于2008年9月投产，运行至2009年2月，高温再热器炉左数图1高温再热器炉左44屏泄漏现场第42—47屏下弯头U形段发生爆管。1试验方法与分析1．1宏观检查停机后进行检查，高温再热器管屏吹损比较严重，附近42～47屏下弯头均严重吹损，左数45屏管屏散乱，其中部分管子在爆管蒸汽反冲力作用下，变形严重，如图1，2所示，其中前数第7根甩到顶棚下部，扭成一团(图2)。管子爆口边缘均较薄，有明显吹损痕迹，炉左数第46屏前数第12根管子

4、下弯头泄漏部位有长约300mm的宏观裂纹。对爆管外径进行测量，未见明显胀粗现象，测量离爆口约500mm处管子外径，图2高温再热器左数45屏爆管变形收稿日期：2009—11-30·49·经验与探讨湖南电力第30~,-／2010年第2期结果均在56—58mm之间，未见明显胀粗现象。1．4微观组织分析1．2室温力学性能试验对高温再热器取样管进行显微组织分析，金相对高温再热器管子取样进行试验分析。试样1试样取样位置：试样1的弯头、直管段部位；试样为炉左数第42屏前数第5根管子，材质为T91；2的内弯头及直管部位。试样2取样位置为炉左数第45屏前数第2根管

5、子，试样1金相组织如图3，4所示，组织均为回材质为TP304H。火马氏体，在弯头内侧组织中，在内壁边缘附近存直管段取样后进行室温拉伸试验，表1，2数在微裂纹，而直管段组织中未见显微裂纹现象。据表明，管材抗拉强度、伸长率符合ASTM试样2金相组织如图5，6所示，组织均为奥SA213／213M标准要求⋯。氏体，直管段组织正常，而弯头段奥氏体晶界已经表1高温再热器管1"91材质力学性能存在第2相或细小的敏化不连续的碳化物。表2高温再热器管TP304H材质力学性能1．3化学成分分析对高温再热器管子取样进行材质成分分析，取样为试样1、试样2。图3试样1弯头

6、组织(4％硝酸酒精溶液500×)将试样打磨、表面清洁后，用ARC—MET930直读式光谱仪进行分析，分析结果如表3，4所示，成分符合标准要求。表3T91材质成分光谱分析％试样10．218．370．920．18s3M4ooi譬00．．1285-表4TP304H材质成分光谱分析％图4试样1直管组织(4％硝酸酒精溶液500X)2失效原因分析从取样管子的常温抗拉强度、延伸率数据表明，符合ASTMA213／213M标准要求。·50·2010No．2HUNANELECTRICPOWERVo1．30显微金相组织分析表明，材质为TP304H的直管段组织正常，而弯

7、头侧奥氏体晶界存在第2相或很明显细小的敏化不连续的碳化物。材质为'1"91的取样管组织为回火马氏体，直管段组织正常，但弯头内壁存在显微裂纹现象，裂纹走向沿壁厚方向略有倾斜，根据形变织构和裂纹走向可见，这些细小裂纹应在运行前就存在，因此判断裂纹为原始裂纹。I91管子材质存在裂纹类缺陷和TP304H奥氏体钢弯管存在晶问析出物现象等材质问题，在高温及烟气、煤灰覆盖层运行环境下，T91材质会使裂纹加速扩展，从而导致在弯头部位产生泄漏，TP304H奥氏体钢弯管也会因腐蚀敏感性增强，造图5试样2直管段显微组织(王水200×)成管材腐蚀。T91管子材质存在裂纹

8、类缺陷是泄漏的主要原因，T91管子爆管后，因高温蒸汽的吹损作用，导致邻近的TP304H管子壁厚减薄并爆管，引起管屏变形。3处理措施在后来