Page 73 - 理化检验-物理分册2023年第十期
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王庆峰: 火力发电厂末级再热器 G102钢管泄漏原因


            右, 说明碳化物颗粒尺寸严重影响 G102 钢的室温                         中, 建议重新核算末级再热器报警温度, 避免超温

            力学性能。进一步验证了 DL / T438 — 2016 《 相关                  运行。

            条款要求。一般而言, 碳化物颗粒尺寸、 形态及分布                              ( 2 ) 末级再热器 G102钢管段长周期运行16万
            对材料的力学性能有显著影响。大尺寸的碳化物颗                             小时后, 组织老化、 性能劣化严重; 建议对末级再热
            粒在晶界处析出, 造成固溶体的贫化, 引起组织的不                          器 G102钢管段进行材料评定和寿命评估, 对不满
            稳定, 进而影响钢的热强性; 同时, 在外力作用下, 裂                       足继续运行条件 G102钢管段进行更换。
            纹易在碳化物颗粒与基体的界面处萌生并发生扩                                  ( 3 ) G102钢管段内、 外壁氧化皮的生成影响了

            展, 导致材料的冲击吸收能量和断后伸长率明显降                            热交换, 使金属当量壁温升高, 加速了 G102钢组织
            低  [ 10-11 ] 。                                     老化、 性能劣化, 最终使 G102钢管达到蠕变寿命后
                 从结构布置上看, 34-9为左数第34排、 前数第                     期; 应结合机组检修安排, 对末级再热器 G102钢管
            9根管, 为末级再热器第 34 屏次内圈的出口垂直                          段内壁的氧化皮厚度进行抽查, 当氧化皮厚度超过
            段。因最内圈为半高程, 34-9爆口处的入口段和出                         0.5mm 时, 对管子材料进行状态评估。


            口段之间存在约400mm 的空间, 使次内圈的出口                              ( 4 )建议增加末级再热器次内圈的壁温测点,
            段在一定程度上受烟气直吹。因此 34-9 和结构位                          加强次内圈的壁温监测。
            置水平高度相同的 31-9 管迎烟气侧内壁氧化皮厚
                                                               参考文献:
            度均大于 1mm , 且较其他 3 个方向明显偏厚, 与
            34-10管( 内3圈) 内壁氧化皮厚度分布明显不同。                         [ 1 ]  钟伟, 周宇杰, 王泽烨, 等. 新型电力系统安全稳定运
                G102钢管可用于壁温为600~620℃的锅炉受                            行分析[ J ] . 湖南电力, 2022 , 42 ( 3 ): 29-34.

            热面, 是我国电站锅炉受热面的重要材料之一                      [ 12 ] 。  [ 2 ]  龚秋文, 刘课秀, 马括, 等. 某亚临界机组锅炉分隔屏
            但 G102钢管泄漏事故频发, 主要是因为 G102钢中                            过热器爆管原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2022 , 58
                                                                    ( 12 ): 68-72.
            仅有质量分数为2%的 Cr元素, 其抗氧化性较差,
                                                                [ 3 ]  张鸿武, 杨东旭, 岳增武, 等. 某电厂锅炉高温过热器管泄
            使管壁快速减薄并发生泄漏, 随后将 G102 钢的使
                                                                    漏原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2020 , 56 ( 12 ): 67-70.

            用温度降低至600℃以下            [ 5 ] 。该火力发电厂末级再
                                                                [ 4 ]  刘杰, 赵永峰, 刘翔, 等.600MW 超临界锅炉 TP347H

            热器 G102 钢管的使用温度限制在 602 ℃ , 高于
                                                                    高温过热器管爆管的显微分析 [ J ] . 热加工 工 艺,

            G102钢目前的推荐使用温度 575 ℃ , 且因结构上                            2020 , 49 ( 2 ): 159-162.
            34-9位于烟气直吹处, 在长期运行过程中, 氧化皮                          [ 5 ]  罗家华. 热处理工艺对12Cr2MoWVTiB ( 102钢) 组织
            快速生成, 导致末级再热器 34-9 垂直管段运行 16                            和性能的影响[ D ] . 长沙: 中南大学, 2006.
            万小时后, 在管内、 外壁均生成了较厚的氧化皮, 特                          [ 6 ]  楼玉民, 杨点中, 胡洁梓. 钢102材料运行后的组织性
            别是迎烟气侧管内壁氧化皮厚度达1mm 以上。氧                                 能变化及原因分析[ J ] . 浙江电力, 2013 , 32 ( 6 ): 51-53.

                                                                [ 7 ]  沈非, 郑国, 张雪, 等.12Cr2MoWVTiB钢服役过程中
            化皮不仅降低了管子的有效承载壁厚, 导致其强度
                                                                    组织与性能变化的研究[ J ] . 理化检验( 物理分册),
            严重不足, 而且使金属当量壁温升高, 加速了 G102
                                                                    2001 , 37 ( 11 ): 466-469.
            钢的组织老化、 性能劣化, 使运行16万小时后的34-
                                                                [ 8 ]  江范清, 胡文龙, 奚杰峰.600MW 锅炉12Cr1MoV 末
            9泄漏管迎烟气侧出现蠕变孔洞, 管子达到蠕变寿
                                                                    级再热器管失效原因分析[ J ] . 热加工工艺, 2016 , 45
            命后期。管子强度不足、 组织老化、 性能劣化, 且存                              ( 4 ): 255-257.
            在蠕变孔洞, 最终导致34-9管子泄漏。                                [ 9 ]  黄鑫, 丁克勤, 赵军. 电站锅炉过热器管失效规律研究

                                                                    [ J ] . 失效分析与预防, 2012 , 7 ( 4 ): 217-220.
            3 结论与建议                                            [ 10 ]  郭岩, 周荣灿, 侯淑芳, 等.617 合金 760 ℃ 时效组织


                 ( 1 )末级再热器 G102 钢的使用温度限制在                          结构及力学性能分析[ J ] . 中国电机工程学报, 2010 ,
                                                                    30 ( 26 ): 86-89.
            602℃ , 末级再热器最高运行温度为 540~560 ℃ ,
                                                               [ 11 ]  卢书媛, 王卫忠, 俞璐, 等. 锅炉过热器管爆裂原因分析

            炉内 G102 钢管段壁温可达 600 ℃ , 高 于 DL / T
                                                                    [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2016 , 52 ( 11 ): 807-810 , 814.
            715 — 2015 《 火 力 发 电 厂 金 属 材 料 选 用 导 则》 中
                                                               [ 12 ]  郑士华, 李惠琳.12Cr2MoWVTiB ( 102 ) 锅炉钢管的
            G102钢的推荐使用温度575 ℃ , 其组织老化、 性能

                                                                    质量问题[ J ] . 发电设备, 1996 , 10 ( 9 ): 19-23.
            劣化及氧化皮生成速度较快; 在后续锅炉运行过程
                                                                                                          7
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