發(fā)電公司超臨界及超超臨界機組問題集

~金屬1大型鑄件的缺陷1.1現(xiàn)象近兩年投產(chǎn)的機組，大型鑄件普遍存在缺陷，這些鑄件包括汽缸、主汽門、調(diào)速汽門、堵閥等，安裝前和檢修中檢驗時不同程度的檢出裂紋、夾渣等，情況嚴重的甚至在一個閥門上就能檢出四、五十處缺陷。1.2原因分析鑄件在鑄造后，應進行半年至一年的時效，釋放應力，但是目前的實際情況是沒有時效過程，造成在產(chǎn)品加工完成后至使用前乃至使用過程中由于內(nèi)應力的作用，內(nèi)部缺陷擴展至表面形成宏觀缺陷。1.3危害鑄件的抗裂性較差，其中的缺陷容易擴展，有時會貫穿壁厚，嚴重時可造成運行中泄漏。1.4處理方法利用機組大修時機對大型鑄件進行檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷立即清除，若消缺后剩余壁厚不滿足使用要求需進行補焊。另外，對在建機組，應加強安裝前對鑄件的抽檢力度，盡可能在投產(chǎn)前消除已經(jīng)存在的缺陷。2異物堵塞造成鍋爐受熱面管爆管2.1現(xiàn)象異物容易堵塞受熱面管截流圈處而造成爆管。2.2原因?qū)τ诔R界鍋爐，受熱面管管徑明顯減小，尤其水冷壁管和過熱器管對截流圈孔徑，最小為8mm，相對300MW機組小很多。存在小的異物如氧化皮、焊渣、“眼鏡片”、鐵屑等殘留物極易堵塞截流孔，而造成爆管。2.3危害異物堵塞是超臨界機組的普遍現(xiàn)象。2.4措施根據(jù)截流圈結(jié)構(gòu)進行X射線檢查和窺鏡檢查，并檢查到位。3奧氏體不銹鋼氧化問題3.1現(xiàn)象超超臨界機組大量使用了18％Cr系奧氏體不銹鋼，由于奧氏體不銹鋼在高溫下易產(chǎn)生氧化皮，脫落后造成受熱面下彎管堵塞。3.2原因1）材料本身的先天性不足問題；2）晶粒度不均勻，局部晶粒度過大，造成耐高溫氧化性能降低；3）內(nèi)壁噴丸處理不佳；4）這些材料由國外引進，目前正在進行國產(chǎn)化，國產(chǎn)生產(chǎn)黨材料目前不能提供高溫氧化數(shù)據(jù)。5）氧化數(shù)據(jù)如下：名稱主要成份許可金屬溫度℃許用應力，MPa晶粒蒸汽氧化垢(650℃×1000h)批準單位600℃650℃TP347H18Cr-11Ni-0.9Nb64091546.027μmASMETP347HTP347HFG18Cr-11Ni-0.9Nb650108668.717μmASMECC2159Super304H18Cr-9Ni-3CuNb670121788.518μmASMECC2328HR3C25Cr-20Ni-Nb-N665107694.5<2.5μmASMECC21153.3危害是超臨界機組的普遍現(xiàn)象。3.4措施1）開展材料性能研究；2）開展氧化皮脫落機理研究和運行方式的研究；3）更換高一級材料，如HR3C。4P91、P92高溫管道硬度偏低4.1現(xiàn)象P91、P92管道及彎管硬度值常常低于180HB以下，有的甚至在140-150HB之間。嚴重影響了機組的安全性。4.2原因熱加工偏離工藝要求；加工后未對外表面進行處理；對于彎管彎制后回火溫度過高。4.3危害嚴重影響了材料的高溫性能，使用壽命縮短。潛在危險極大。4.4措施1）安裝前必須進行原因分析，找出硬度低的部位和與顯微組織的關(guān)系。2）如果已經(jīng)安裝，應縮短檢查周期；3）在運行8-10萬小時后應進行解剖分析。5奧氏體不銹鋼彎管未進行固溶處理引起的爆管5.1現(xiàn)象引起爆管5.2原因鋼管冷彎后未進行固溶處理。5.3危害造成非停。5.4措施對于冷彎奧氏體不銹鋼鋼管需進行固溶處理。6主蒸汽、再熱蒸汽溫度測點插入式管座泄漏6.1現(xiàn)象近年來制造的超臨界、超超臨界機組主蒸汽、再熱蒸汽管道溫度測點大量采用插入式管座結(jié)構(gòu)，溫度套管采用奧氏體不銹鋼，管道材質(zhì)主要是P91、P22。截止目前所獲信息，已有南方一個電廠機組運行負荷為500MW，主蒸汽壓力為16.44MPa，溫度為538℃工況下，左側(cè)主汽門進汽管道立管溫度套管焊口拔脫飛離，造成主蒸汽泄漏，所幸未傷人。從實際剝離形態(tài)看，被剝離的焊縫填充區(qū)與管道未熔合。另有兩個廠600MW機組在水壓試驗過程發(fā)生溫度管座發(fā)生泄漏，除此之外，另有兩個電廠在基建過程中由于發(fā)現(xiàn)及時，進行了返修處理，水壓試驗順利通過。插入式溫度管座結(jié)構(gòu)型式在新建超臨界機組（包括一部分亞臨界機組）中的應用較為普遍。6.2原因分析①奧氏體焊縫與管道母材熔合不良，在高壓力作用下母材與焊縫脫離，甚至有一些尚未帶壓力，就已經(jīng)部分分離。沿坡口的未熔合管道母材溫度套管沿坡口的未熔合管道母材溫度套管②焊接層間溫度控制不嚴格，產(chǎn)生裂紋等危害性缺陷。溫度套管裂紋管道母材溫度套管裂紋管道母材根據(jù)制造廠工藝，該結(jié)構(gòu)根部往往有6－10mm鈍邊，管道上開的坡口角度往往較?。s16o－30o），且為單側(cè)坡口，給焊工施焊帶來很大困難。焊完后，對焊縫的最終無損檢驗僅為滲透探傷，這種方法只對是否有表面裂紋有一定的檢驗能力，對焊縫內(nèi)部質(zhì)量沒有檢驗能力。制造廠檢驗工藝中沒有對焊縫內(nèi)部質(zhì)量進行檢驗的工藝。因此，焊縫內(nèi)部即使存在缺陷，也不能檢出，從而把隱患帶到電廠。6.3危害導致主蒸汽、再熱蒸汽泄漏，危害巨大。6.4處理方法利用機組檢修時機（大修和小修）對該類焊縫進行表面、超聲檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷立即清除，盡早檢查處理，消除該隱患。7關(guān)于P91/P92材料制作的主蒸汽管道、集箱問題7.1可能存在的隱患P91/P92是我國近年來引進的新型馬氏體耐熱鋼，高溫持久強度高，長期運行組織穩(wěn)定性高。但在制造過程總，容易出現(xiàn)裂紋、未熔合等危害性缺陷，但是由于缺陷尺寸較小，制造廠現(xiàn)有工藝難以全部檢查出來進行返修，因此可能有一部分帶有危害性缺陷的管道投產(chǎn)。雖然目前尚未發(fā)生此類事故，但是隨著機組運行時間的增加，風險也在增加。7.2原因分析P91和P92具有很高的高溫蠕變強度。合金含量在10％以上，因此給焊接帶來很大難度。它對氬弧焊打底，預熱溫度，層間溫度控制，熱處理工藝等都有嚴格的技術(shù)要求。由于目前鍋爐行業(yè)工作量大，工期緊，有的焊工在焊接過程中往往背離焊接工藝，致使焊縫中產(chǎn)生未焊透、未熔合、裂紋等嚴重缺陷。而在對接焊縫進行無損檢測時，由于焊縫壁厚大，如1000WM機組主蒸汽管道壁厚在100mm以上，無法進行射線探傷（即使使用加速器透照，靈敏度（尤其是對裂紋、未熔合等缺陷）仍然較低）。僅采用超聲波探傷對焊縫內(nèi)部進行檢查（表面進行磁粉或滲透探傷）。在以往的常規(guī)超聲波探傷方法中，對缺陷定性是很困難的。有些微裂紋、未熔合在超聲波探傷時，會因為超聲反射能量低而被忽略；或者因為焊縫根部成型不好而不易區(qū)分，這種情況即視為合格品而放行。7.3危害由于P91/P92鋼焊縫缺口敏感性很強，容易造成