(山西漳電大唐塔山發(fā)電有限公司) 山西大同 037000）
簡介：工業(yè)鍋爐持續(xù)高溫高燒，導(dǎo)致過熱器爆裂，這也是一個(gè)非常常見的現(xiàn)象，但對工業(yè)鍋爐的有效連續(xù)使用有非常重要的危害。目前，我國發(fā)電廠使用的許多300MW單發(fā)電機(jī)組加熱爐在投入使用時(shí)，容易出現(xiàn)連續(xù)高溫過熱器鋼焊縫工程爆破問題。本文分析了持續(xù)高溫過熱器爆裂的主要原因，并對爆片進(jìn)行了全面、深入的檢查，得到了科學(xué)合理的管道結(jié)構(gòu)和綜合爆裂。
關(guān)鍵詞:加熱爐；過熱器；爆裂；地應(yīng)力
一、持續(xù)高溫過熱器爆裂材料分析
1.鋼102原材料
對鋼102原材料而言，其本身具有低碳環(huán)保、合金結(jié)構(gòu)鋼馬氏體熱強(qiáng)鋼。鋼102原料主要采用鎢鉬復(fù)合細(xì)晶強(qiáng)化、釩鈦復(fù)合彌散強(qiáng)化和少量硼強(qiáng)化。該鋼板材料具有良好的綜合物理性能，通過高檔工藝性能和抗氧化性，在熱強(qiáng)度和使用效果良好。對于電廠的加熱爐，其自身的關(guān)鍵原材料應(yīng)長期加熱，因此需要使用鋼102原材料作為鍋爐的鍋筒。在長期運(yùn)行中，鋼102原材料本身并沒有受到濕度的很大影響。這種鋼本身具有良好的焊接性能，具有良好的硬化傾向和冷裂紋趨勢。根據(jù)加熱爐連續(xù)高溫過熱器爆裂的分析和科學(xué)研究，對兩個(gè)鋼連接頭和特性試驗(yàn)進(jìn)行了比較，最終發(fā)現(xiàn)爆裂的主要原因不是由鋼102原材料引起的。
2.SA-213TP347H原料
TP347H鋼是一種相對穩(wěn)定的鉻鎳奧氏體熱強(qiáng)鋼，在我國具有相似的特性。根據(jù)對TP347H鋼性能的深入研究，發(fā)現(xiàn)它具有良好的熱強(qiáng)度，并通過持久的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)具有較強(qiáng)的抗氫脆性。這一特性可應(yīng)用于堿性和酸性材料，在海水中也具有良好的耐腐蝕性。對于大中型機(jī)組加熱爐，必須保證鍋筒具有良好的熱強(qiáng)度。TP347H鋼具有良好的韌性焊接性能，能更好地提高機(jī)構(gòu)的綜合可靠性。在鋼焊接的情況下，可以手工焊接，焊接選擇的焊絲通常是奧132焊絲。
3.Inconel82焊條
Inconel82焊條是一種著名的鎳基焊條，目前我國生產(chǎn)的ERNicr-3焊條與自身性能一致。而且從源頭上看，Inconel82焊條的應(yīng)用非常廣泛，在很多大型加熱爐中，使用的焊條都是這樣的。Inconel82焊條具有良好的可塑性和熱強(qiáng)度。Inconel82焊條在加熱爐中的應(yīng)用，可以全面提高加熱爐的整體穩(wěn)定性。在后期使用加熱爐時(shí)，可以全面提高整體耐熱性，確保鍋爐的各個(gè)方面都能滿足要求。
二、爆片檢查分析
1.爆片宏觀經(jīng)濟(jì)檢驗(yàn)
在這次實(shí)驗(yàn)中，有4種不同類型的鋼連接頭爆片。根據(jù)對不同鋼接頭狀況的分析和研究，TP347H和鋼102側(cè)管經(jīng)都很正常，沒有看到粗脹的問題。對不同爆片的研究表明，爆片細(xì)而長，沿電焊接縫表面容易斷裂。根據(jù)對管道部位的研究，沿焊接接頭會(huì)出現(xiàn)一定的干裂問題，爆片兩側(cè)沿焊接接頭沿邊緣風(fēng)頻進(jìn)行拓寬。
從其中一個(gè)斷裂面的破裂情況來看，沒有明顯的塑形變形，而且有嚴(yán)重的脆性斷裂?？p隙裂縫來自表面，并慢慢開始向內(nèi)腔擴(kuò)展。切割爆片區(qū)域內(nèi)不同鋼材，全面檢查接頭表面焊接質(zhì)量，全面研究焊縫根部焊接質(zhì)量。根部及特性焊接研究表明，存在一定的未焊透問題，且焊疤較大。根據(jù)對斷裂面現(xiàn)象的綜合研究和分析，發(fā)現(xiàn)裂紋通常從表面邊緣開始，并且有許多相應(yīng)的裂紋。研究表明，連續(xù)高溫過熱器內(nèi)孔下彎頭的管壁厚度是連接管道邊界層的兩倍。在進(jìn)行現(xiàn)場加工和生產(chǎn)時(shí)，必須確保兩側(cè)的焊接符合管道的規(guī)定。在所有焊接過程中，如果沒有連接處理方法，就會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，焊接過程中會(huì)有大量的剩余應(yīng)力。
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2.透射電鏡分析
在進(jìn)行熱透射鏡解釋時(shí)，首先在汽油中浸泡爆片24小時(shí)以上，然后通過除銹劑除銹，使用脫硫劑和超聲波沖擊和甲苯水溶液除銹。在所有解決方案過程中，必須確保橫截面條件符合規(guī)定。根據(jù)透射電鏡的全面觀察，對各部位進(jìn)行了無熔合偏差的科學(xué)研究，其中存在一些小裂紋。對于斷裂表面，最重要的顯示晶體的破裂方法。根據(jù)對斷裂面裂紋問題的研究，主要的裂紋配電線路是沿晶再熱裂紋。
3.外部經(jīng)濟(jì)檢查
在定期檢查和分析不同鋼結(jié)構(gòu)焊縫和特性外部經(jīng)濟(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)爆片處TP347H和鋼102接頭焊接機(jī)構(gòu)為馬氏體。熔合線處鋼102側(cè)有一定的滲碳條件，接口處有細(xì)微的縫隙。裂縫的開始點(diǎn)在焊縫中的熔合線焊接側(cè)。對縫隙周圍進(jìn)行外部經(jīng)濟(jì)檢查，在焊接熱影響區(qū)鋼102發(fā)現(xiàn)了一定的再熱裂紋。
三、管排結(jié)構(gòu)特征
在分析管道排放結(jié)構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)連續(xù)高溫過熱器中管道的主要材料為鋼102，應(yīng)保證不同管件的特性，兩根管道中間必須有超過16mm的飆升差。全方位固定不同管排頂篷的焊接工藝，但一般來說，消化吸收本身是非常困難的。在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，必須控制進(jìn)氣口側(cè)管道的拉伸應(yīng)力，以確保拉伸應(yīng)力在科學(xué)合理的監(jiān)測范圍內(nèi)。
四、爆裂的根本原因
1.根據(jù)對爆裂主要原因的分析，發(fā)現(xiàn)不同鋁界面的原材料和焊接成分必須符合相應(yīng)的規(guī)范，這不是爆裂的主要原因。對于不同的鋼接頭電焊，自身的焊縫質(zhì)量不是很好，焊接中存在重大的未熔融問題?？偟膩碚f，它本身存在著非常嚴(yán)重的未電焊和較大的焊疤問題。
2.焊接不同的鋼連接頭和熱處理工藝存在一定的誤差。焊接鋼102側(cè)時(shí)，容易出現(xiàn)再熱裂紋。再熱裂紋的誕生可能是由剩余應(yīng)力和應(yīng)力引起的。焊接后，為了降低對接焊縫的收入，必須有針對性地提高焊縫金屬材料的機(jī)構(gòu)和性能。不合理的焊接也會(huì)導(dǎo)致處理后產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫，一般沿鋼102焊接熱影響區(qū)逐漸擴(kuò)大。
結(jié)論：一般來說，不同鋼連接頭的爆裂可能是由于持續(xù)高溫導(dǎo)致過熱器管排裂，管排結(jié)構(gòu)有時(shí)不科學(xué)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，管道會(huì)膨脹，導(dǎo)致不通暢。此外，管排容易出現(xiàn)拉伸應(yīng)力過大的問題，容易出現(xiàn)不同鋼接頭焊接和鋼102彎曲剛度不平衡的問題。對于不同的鋼材，在應(yīng)力的作用下，會(huì)出現(xiàn)干裂問題，最終容易引起爆裂問題。總體而言，持續(xù)高溫過熱器管排結(jié)構(gòu)不科學(xué)是主要原因，導(dǎo)致爆裂問題嚴(yán)重。由于焊接質(zhì)量差，不同的鋼在接頭條件下焊接存在嚴(yán)重的未熔合缺陷。為了避免嚴(yán)重的爆裂問題，必須使用相應(yīng)的夾管膨脹接頭，以便更高地消化和吸收飆升差，避免流量誤差。
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