Page 89 - 理化检验-物理分册2021年第四期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202104018

余热锅炉高压过热器取样管开裂原因

李 根 ,李 杨 ,苏晓阳 ,尚 伟 ,刘昕颖 1

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( 1. 华电电力科学研究院有限公司,济南 250100 ; 2. 山东省产品质量检验研究院,济南 250100 )

摘 要: 某电厂254MW 燃气机组在运行过程中发现, 其材料为07Cr19Ni10 不锈钢的高压过热
器取样管弯头处发生开裂。通过宏观观察、 化学成分分析、 金相检验、 硬度测试、 微观分析及金相检
验等方法, 对取样管的开裂原因进行了分析。结果表明: 由于高压过热器取样管安装不当, 取样管
弯头处受到斜向上的拉应力。同时, 取样管原始质量存在缺陷, 其在高温高压工况下长期服役, 随
着第二相逐渐向晶界偏聚, 当晶界强度低于所受拉应力时, 晶界被拉裂从而形成裂纹。裂纹沿壁厚
方向扩展, 最终导致取样管开裂失效。

关键词: 高压过热器;取样管;开裂;拉应力;晶界偏聚

中图分类号: TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 04-0073-04

Crackin gCausesofSam p lin gPi p eofHi g hPressureSu p erheaterfor

WasteHeatBoiler

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LIGen LIYan g SUXiao y an g SHANG Wei LIUXin y in g 1

1 HuadianElectricPowerResearchInstitute Jinan250100 China

2 Shandon g InstituteforProductQualit y Ins p ection Jinan250100 China

Abstract : Durin g theo p erationof254 MW g as-firedunitinap owerp lant , itwasfoundthattheelbowof

sam p lin gp i p eofhi g hp ressuresu p erheatermadeof07cr19Ni10stainlesssteelcracked.Thecrackin gcausesofthe

sam p lin gp i p ewereanal y zedb y meansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , metallo g ra p hic

examination , hardnesstest , microsco p icanal y sisand metallo g ra p hicexamination.Theresultsshowthatdueto

im p ro p erinstallationofthesam p lin gp i p eofhi g hp ressuresu p erheater , theelbowofthesam p lin gp i p ewassub j ect

toobli q ueu p wardtensilestress.Atthesametime , theori g inal q ualit y ofthesam p lin gp i p ehaddefects.Ithasbeen

usedforalon gtimeunderhi g htem p eratureandhi g hp ressure.Asthesecondp haseg raduall yse g re g atedtothe

g rainboundar y , whenthestren g thofthe g rainboundar ywaslowerthanthestress , the g rainboundar ybe p ulledto

crackandformedcracks.Thecracksp ro p a g atedalon gthewallthicknessdirection , whicheventuall yledtothe

crackin g failureofthesam p lin gp i p e.

Ke y words : hi g hp ressuresu p erheater ; sam p lin gp i p e ; crackin g ; tensilestress ; g rainboundar y se g re g ation
近几年, 某发电集团下的电厂多次发生因高温 作的重要内容。近期, 某电厂 254 MW 燃气机组在

高压管道的小管泄漏而导致的机组非计划性停运事 运行过程中发现余热锅炉高压过热器取样管发生
件 [ 1 ] 。与高温高压管道相连的小管一旦发生泄漏, 开裂。
大量的高温高压蒸汽从泄漏处喷出, 不仅影响机组 该 电 厂 254 MW 发 电 机 组 为 西 门 子 SGT5-

的安全稳定运行, 更会对巡检人员造成严重的伤害。 2000E 型燃气 - 蒸汽联合循环热电联产机组。由重
因此, 对于此类小管的管理是发电企业金属监督工 型单缸燃气轮机、 联合循环蒸汽轮机和双压自然循
环余热锅炉组成。于 2012 年 9 月正式投产发电, 截
止该 高 压 过 热 器 取 样 管 开 裂 时 已 累 计 运 行 约
收稿日期: 2020-06-30
作者简介: 李 根( 1989- ), 男, 工程师, 主要从事电站金属材料 30000h 。该余热锅炉高压过热器取样管设计压力

为 8.8 MPa , 设 计 温 度 为 538 ℃ 。 取 样 管 规 格 为

的失效分析工作, g en-li@chder.com
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