Page 99 - 电力与能源2021年第二期

刘 峻, 等: 2020 年度上海并网发电厂发电设备失效案例统计及分析 2 7
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为 150~220HBW , 焊缝硬度值范围为 150~260 锅炉 一 次 过 热 器 管 发 生 爆 管,管 段 材 质 为
HBW 。由硬度检测结果, 结合 GB / T1172 — 1999 15CrMoG , 规格 48.5×5.5 mm 。 3 号 锅 炉 于
φ
《 黑色金属硬度及强度换算值》 可知: ① 水冷壁管 2018 年 6 月 25 日改造完成, 截止爆管发生, 锅炉
母材硬度合格; ② 焊接接头焊缝位置部分区域硬 总计运行时间 12727.67h 。
度高于上述标准, 且在轴向位置均存在硬度激变 宏观检查未发现管段内外壁表面存在裂纹等
现象, 粗晶区域硬度较低, 细晶区域硬度较高, 这 缺陷。一次过热器管段爆口处爆口长约 25mm ,
与金相照片显示的显微组织不均的实验事实相符 开口最宽处约 10mm , 呈喇叭状, 爆口边缘锋利,

合; ③ 热影响区粗晶区硬度均高于相邻焊缝位置, 外壁 呈 吹 损 减 薄 特 征。 某 处 开 口 最 宽 处 约 70
mm , 呈喇叭状, 爆口边缘锋利, 且爆口一端部有
且其中两个热影响区硬度差较大, 分别相差 55.6
HV 和47.7HV 。检测结果进一步在硬度方面证 沿轴向形成的撕裂裂纹, 附近外壁呈明显吹损特

实了焊接质量不佳对力学性能的不良影响。 征。各爆口附近管段均未见明显胀粗。
1.1.4 综合分析 原因分析: ① 对各送检管段取样进行的化学
( 1 ) 水冷壁管材质及焊缝化学成分正常, 金相 成分分析、 拉伸试验结果表明, 管段的材质及拉伸
显微组织无明显老化现象, 母材硬度亦符合使用 性能均符合 GB / T5310 — 2017 《 高压锅炉用无缝
标准要求, 说明此水冷壁在运行过程中无明显过 钢 管 》( 以 下 简 称 “ GB / T 5310 — 2017 ”)对
热、 过烧现象, 管样失效与材质劣化无关。 15CrMoG 钢的规定。送检管段在各取样位置的
( 2 ) 由焊缝外观质量检查可知, 管子内壁焊缝 非金 属 夹 杂 物 含 量 和 显 微 组 织 均 满 足 GB / T
余高差过大, 且焊缝边缘未圆滑过渡到母材, 焊接 5310 — 2017 对相应钢种的规定。此外, 各取样管
接头 外 观 质 量 不 满 足 标 准 DL / T869 — 2012 要 段内外壁均未发现明显的凹坑、 折叠等原始制造
求, 使此区域容易产生应力集中现象。 缺陷, 由此可排除因管段材质不合格或制造缺陷
( 3 ) 由硬度检测和金相检测可知, 焊接接头位 问题引起的爆管; ② 对各送检管段爆口位置及远
置显微组织和硬度均存在不均匀现象, 焊缝组织 离爆口位置取样的金相检验结果可以看出, 各位
较高的硬度和粗晶热影响区出现的硬脆的马氏体 置的显微组织均为铁素体 + 珠光体 + 少量贝氏
组织均不满足 DL / T869-2012 要求; 另外, 粗晶热 体, 各检验位置显微组织均未发现明显老化特征,
影响区和焊缝组织在显微组织和力学性能上, 存 且内壁氧化皮厚度均较薄。由此表明, 各送检管
在明显的差别, 两者过高的硬度差, 使焊缝熔合线 段未表现处明显的过热特征, 不具备过热引起爆
附近成为应力集中区域, 进一步加大了此处发生 管的典型特征; ③ 对各管段爆口处的宏微观检查
再热裂纹的可能。 均发现, 爆口处壁厚均较薄, 且爆口尖端处存在一
综上分析可知, 此次水冷壁泄漏机制为焊接 定的塑性变形特征, 因此, 各爆口管段均为壁厚减
接头热影响区的再热裂纹开裂。焊接接头在焊接 薄造成减薄处管壁无法承受内侧蒸汽的压力而导
过程中的控制不当引起的显微组织和力学性能不 致的爆管。
均使此部位成为较薄弱区域和微观应力集中区, 通过上述理化性能检验及分析, 得出如下结
而过高的焊缝余高差进一步加剧了此位置的应力 论: ① 送检管段的化学成分、 室温拉伸性能、 非金
集中, 在 外 部 热 应 力 作 用 下 诱 发 焊 接 接 头 失 效 属夹杂物、 远离爆口尖端处的硬度及金相组织未
开裂。 见异常, 管段材质满足相关标准要求; ② 送检管段
1.2 3 号炉过热器爆管 爆口处的宏微观特征均表现为壁厚减薄造成减薄
2020 年 8 月 29 日, 某电厂 3 号机组 BTG 盘 处管壁无法承受内侧蒸汽的压力而导致的爆管。
“ 炉管泄漏” 报警, 运行人员立即赴现场查看, 发现 纠正整改措施或建议: ① 将爆漏及受损的管
锅炉 6 楼 -7 楼位置声音较大, 将吹灰蒸汽进行隔 子换新, 按照电站锅炉要求完成焊接、 检测, 确认

绝后,“ 炉管 泄漏” 报 警 依 然 存 在, 负 荷 260 MW 质量合格; ② 举一反三、 组织相关部门评估各受热
面布设的防磨措施, 待停机检修时开展防爆检查
时, 锅炉主蒸汽流量为 988t / h , 给水量 1117t / h
左右, 减负荷至 210 MW 后, 主蒸汽与给水量仍 及补强等工作, 及时清除烟道积灰及受热面结渣,
有 50t / h 左右的偏差, 联系点检进厂确认。 3 号 检查防磨板, 对异常防磨板进行纠偏、 整形或调