锅炉再热器管泄漏原因的分析及其改造.pdfVIP

锅炉再热器管泄漏原因的分析及改造 陈学进马鞍山万能达发电有限责任公司 摘要：分析了再热器管频繁泄漏的原圆，认为定位块与再热器管的异种钢焊接厦定位块结构的不舍理是导致泄 漏的主要原因，同时提出了改造方案。 关键词：异种钢焊接再热嚣疲劳裂纹锅炉 1前言 马鞍山万能达发电有限责任公司现有两台300MW发电机组，锅炉为亚临界压力一次中间再 热式自然循环汽包炉，型号为DG一1025／18．2一115。锅炉再热器由低温再热器和高温再热器组成， 低温再热器由进出口联箱、蛇形管束及垂直引出管组成，低再蛇形管组由五组U型管串接而成， 前后均留有检修空间。蛇形管束为顺列布置，沿炉膛宽度方向共98片，蛇形管柬为6管圈，共 有并列管588根。蛇形管片利用弯头上的拉钩支承在前包覆及分隔墙的拉钩上，为保持蛇形管片 平面的平整和纵向节距的均衡，在蛇形管片中间装设了一道管夹板，在直管段两端设置了定位块， 其中一端定位块与管子固定，另一端起支承和确定纵向节距的作用，以便管子受热后能自由膨胀。 低温再热器蛇形管内、外两圈规格为巾63．5×6，其余管规格为中60X4．最上层一组管材质 定位块为铸造件，材料为ZGlCr20Nil4Si2，低温再热器管与定位块结构图见图1所示。 图1低温再热器管与定位块结构示意图 2#1、#2炉低温再热器蛇形管缺陷统计 自2000年以来#1、#2炉低再蛇形管在运行中多次发生泄漏事故，严重影响了机组的安全运 行。检查发现所有低再管裂纹均位于最上层蛇形管，具体泄漏情况见表1所示(以下各管排数均 自右侧数起，管圈自外向内数)： 表1 历年管子泄漏情况统计表 576 3低温再热器管的检查 为了查明低再管频繁泄漏的原因，对泄漏管开展了以下各项检查、试验及分析工作： 3．1 宏观检查裂纹管位置及裂纹部位、宏观形态有相当规律性，即所有低再管裂纹均发生在 温度最高处的第五组蛇形管处．且所有裂纹均起源于角焊缝熔合线处15CrMo侧，自外壁向内扩 展．多数定位块与低再管已脱落．角焊缝完全裂开，但裂纹未扩展至低再管。部分定位块角焊缝 端部已有裂纹、向低再管侧开裂．而角焊缝中间部位未见异常。个别低再管角焊缝焊缝中部裂纹、 咬边、焊缝根部夹塞焊条等宏观缺陷。 3．2化学成份检查利用直读光谱仪对部分低再管(包括裂透及外观完好的)、定位块及其角焊缝 进行成份复核，检查结果表明所检测低再管、定位块化学成份符合规范要求。角焊缝主要台金元素 为cr、Ni．含量约为22％、13％．角焊缝采用奥氏体不锈钢焊条焊接，焊条选用符合焊接技术规范。 3．3金相检查 选取#2炉第五组低再裂纹管、定位块脱落管及第二、三组蛇形管(取样)和#1 炉第四、五组低再管进行金相检查．以低再管及定位块横截面进行制样及观察，结果如下： 3．3．1低再管组织为P+F，晶粒度6～8级，未见非正常杂夹物、微裂纹等缺陷；定位块组织为奥 氏体，个别可见铸造裂纹、气孔。定位块角焊缝熔深多数约为低再管壁厚一半，最大熔深约为低 再管壁厚的2／3：焊缝区为柱状奥氏体组织，热影响区、熔合区较宽，热影响区低再管晶粒粗大。 3．3．2#2炉第五组蛇形管有微观裂纹，裂纹起源于焊缝熔合线，沿晶界向管侧扩展；定位块脱 落管的热影响区可见微裂纹，裂纹平行于熔合线；部分外观无缺陷管，焊缝热影响区也可见类似 微裂纹。以上各管裂纹源点处均有氧化皮，且有腐蚀物沉积。 3．3，3#2炉第二、三组蛇形管焊缝及热影响区内未发现微裂纹。 3．3．4选取#1炉低再管15根．其中第五组9件低再管定位块角焊缝热影响区均发现裂纹，裂 纹起源于焊缝熔合线，向管侧扩展，长度约为0．3Ⅻ～lmm。而第四组6件试样未发现低再管侧 裂纹。 4低温再热器管泄漏原因分析 4．1根据光谱、金相检查结果可知，低再管成份、组织正常，无材料原始缺陷。定位块为铸造 件，部分存在缺陷，该缺陷与低再管裂纹的产生无关联。因此认定低再管频繁泄漏与材料本身缺 陷无关。 4．2珠光体与奥氏体异种钢焊接，由于二种不同成分、不同晶体结构的金属互相熔合在一起， 在其熔合线附近会出现化学成分、金相组织、机械性能和物理性能的不均匀性。而这种不均匀性 会对焊接接头带来不利的影响，主要表现在以下几个方面…： 4．2．1 由于珠光体钢和奥氏体焊缝金属线膨胀系数差StJ,／it大，分别为14．3×101《1、18．5× 10一k1，奥氏体钢