湛江发电厂SUS304HTB炉管爆管原因分析.pdf
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1、?SUS304HTB? 伍明生1,许春义1,鞠振福2 (1. 广东省湛江发电厂,湛江市,524099;2.国家电力公司电力建设研究所,北京市,102401) ?通过对湛江发电厂1号锅炉全大屏过热器爆管进行宏观及显微组织分析发现,SUS304HTB夹持管爆管 是由于在弯制过程中存在严重质量问题,运行中蒸汽被海水污染而导致了奥氏体不锈钢敏化态晶间应力腐蚀开裂。 ?全大屏过热器 爆管 敏化 应力腐蚀 ?:TM621.2 文献标识码:B 文章编号:1000 - 7229(2001)04 - 0026 - 03 Analysis on Causes of SUS304HTB Boiler Tubes E
2、xplosion in Zhanjang Power Plant Wu Mingsheng1,Xu Chunyi1,Ju Zhengfu2 (1. Guangdong Ganjiang Power Plant ,Ganjiang ,524099;2. Electric Power Consturction Research Institute ,State Power Corporation ,Beijing ,102401) Abstract Through macro and microstructure analysis for whole-wall superheater explos
3、ion tubes of No.1boiler in Zhan2 jiang Power Plant it is discovered that SUS304HTB clamping tubes explosion is due to serious quality problem in the course of tubes bending fabrication ,steam polluted by the sea water during operation ,which caused the austenic stainless steel to the sensi2 tized st
4、ate intergranular stress corrosive crack. Key words whole-wall superheater;tubes explosion;sensitized state;stress corrosion 湛江发电厂1号300 MW机组投入商业运行3 351 h时,锅炉全大屏过热器发生了大面积爆管。1 号锅炉由东方锅炉厂制造,型号为DG1025/ 18. 2 - II (3)亚临界压力、 中间再热、 自然循环单汽包炉。 1? 1号锅炉整体结构为形布置。全大屏过热器 为半辐射式过热器,其4片大屏管排悬吊在锅炉顶 棚过热器的下方,处于炉膛的燃烧中心的上方
5、(见图 1) ,并垂直于前后护墙。1片大屏又含8小屏分前后 2组,每个小屏由6根管子并弯成U形(见图 2) 。 管 子为 51 mm6 mm ,外圈第1、2根下端的设计材质 为:SA - 213T9l和12GrZMoWVTiB ,最内圈管作夹持 管的外套部分的设计材质为:SUS304HTB。全大屏 过热器主要技术参数见表1。 ?l?( MCR) 介质温度/ 进口出口 烟气温度/ 进口出口 受热面积/ m2吸热量/ (kJkg- 1) 4064621 1031 103695.61 904.9 注:本表数据来自东方锅炉厂锅炉电算热力计算汇总表。 ?1? 初步检查全大屏过热器共爆了6根夹持管,经 射
6、线探伤又发现2根夹持管有内壁裂纹。爆管均集 中在全大屏过热器前部的l3分屏夹持管,即燃烧 中心温度较高的区域,且发生爆管及探伤有裂纹的 管子的材质均为SUBS304HTB ,部分非设计所用管材 (SA213T91)夹持管未见损伤或爆管。6根夹持管爆 ?:2000 - 10 - 08 62 第22卷 第4期 2001年4月 电 力 建 设 Electric Power Construction Vol.22 No.4 Apr 2001 管的表面完好,未见吹损痕迹,又因管屏在炉内的间 距为3 m多,不存在相互对吹的情况,故可以断定夹 持管几乎是同时爆裂的。 ?2? 2? 为了分析全大屏过热器的爆管
7、原因,分别割取 26、35夹持管的爆管部位弯头,同时割取1个没 有发生爆管的36(SA213T91)夹持管弯头,进行金 属试验。 2.1? 夹持管爆口均在小角度 (17 30)弯头附近,多数 的裂口在弯头内侧,极少量的在弯头外侧。裂口以 横向为主且呈缝隙状,管径未涨粗(见图 3) 。开裂 自内壁向外壁扩展,部分裂口边缘有少量剪切唇,断 面较平整且呈颗粒状,其表面有氧化铯。裂口内壁 附近存在平行的未穿透的横向裂纹。外壁局部区域 有弯管加工时留下的压痕和皱褶,在这些区域内部 有密集平行的裂纹萌生,但深度很钱。外壁附着黑 色的氧化层,内壁的氧化层呈暗红色。将直管段和 弯管段内壁的氧化层用弱酸清洗后,
8、清晰可见内壁 均布着针尖大小的点蚀,以弯管段为严重。 2. 2? 元 素 分 析: SUS304HTB管 材 符 合 我 国 的 G B531085标准和日本JIS的SUS304HTB技术要 求;SA213T9l管材符合美国的ASTM A21385技术 要求。 机械性能试验:2种材质的夹持管符合我国的 G B531085标准,及相应的日本JIS的SUS304HTB 技术要求和美国的ASTM A21385技术要求。 2.3? 钢管的金相组织为奥氏体,晶粒度36级,晶 界未析出碳化物。 显微镜下观察26、35夹持管裂纹部位的纵 向制取试样,其裂纹自内壁向外壁萌生、 扩展,扩展 过程中分叉,并与相邻
9、裂纹连接,且可见裂纹区域有 些晶粒在制样过程中脱落,呈黑块状(见图 4) 。综 上述裂纹均发源内壁,以沿晶方式扩展,部分裂纹扩 展中有分叉,且分叉较短,裂纹具有敏化态奥氏体钢 晶界应力腐蚀破裂的特征。管外壁分布着几个晶粒 深度的沿晶裂纹,其可见裂纹区域也有晶粒脱落而 呈现的黑块状(见图 5) 。在T91夹持管取样检查,其 组织正常,内外壁均未发现裂纹。 ?3? ?4? 2. 4? 电镜分析:用扫描电镜对开裂的14、26? 35试样管进行观察,断口均为冰糖块花样状 沿 晶脆性断裂(见图 6) 。 72第4期 湛江发电厂SUS304HTB炉管爆管原因分析 ?5? ?6? 微区成分分析:电子探针分析
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