許昌龍崗電廠660MW機組主汽出口管道P92彎頭硬度低原因分析及處理

陳惠超

摘要：在許昌龍崗電廠660MWA機組#3機組停機檢修期間，發現鍋爐側主汽出口彎頭硬度偏低，經全面分析后確認是由于出廠熱處理加熱恒溫工藝不當引起的，我們對彎頭進行了恢復熱處理，解決了硬度低的問題。

關鍵詞：660MWA 主汽彎頭 硬度低

1. 系統介紹

許昌龍崗發電有限責任公司二期2×660MW超超臨界機組鍋爐為超超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐，鍋爐最大連續出力（B-MCR）2000 t/h，主汽出口溫度605℃，材質P92。

2. 問題描述

2.1 主要問題

大唐許昌龍崗電廠#3機組自2009年6月投入生產使用，2014年5月機組金屬檢驗期間發現爐頂左側前一個主蒸汽管道的彎頭硬度值偏低，不符合DL/T438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》附錄C中SA-335P92硬度值的控制范圍（180 ～ 250HB）的有關規定，金相組織異常，嚴重影響機組安全運行。調查發現此彎頭由三大動力廠外協單位生產，制造水平較為低下，近年來國內出現大量P92主汽管道、彎頭硬度不合格問題，給機組運行帶來巨大安全隱患，造成了重大經濟損失，探索可行的處理方法和技術支撐勢在必行。

2.2 彎頭硬度分布（見表一）

3. 原因分析

由試驗所取管段硬度測試結果可知，所取管段存在硬度不均勻分布，低硬度區硬度在150HB左右，金相組織為過回火組織形貌，力學性能分析強度偏低，明顯低于標準要求的抗拉強度和屈服強度，光譜分析材質正常。分析認為是由于基建時熱處理工藝不當所致。對于此類大型彎頭部件，燃氣或燃油熱處理爐在大批次管件熱處理過程中，靠近燃料高速燒嘴部分熱處理溫度相對較高，上一工序正火或淬火形成的針狀馬氏體在此部分過熱，碳化物析出，形成大塊狀鐵素體。從而造成此處硬度檢測數據明顯低于標準要求。

2009年12月國家能源局頒布實施了DL/T438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》標準，增加了對9%～12%Cr材料鋼制管道硬度監督檢驗要求，明確指出：P92類管段母材硬度應均勻，且應控制在180HB～250HB，在DL/T438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》標準頒布之前，9%～12%Cr材料母材硬度按照ASME標準控制在250HB以下，焊縫硬度方面國內大部分基建單位依據DL/T850-2004《火力發電廠焊接技術規程》進行硬度控制，兩個標準均規定焊縫硬度值一般不超過母材硬度值加100HB，當合金含量>10%時，布氏硬度值≤350HB。由于P92材料含量大于10%，造成生產安裝單位在P92材料焊接熱處理后進行檢驗時認為布氏硬度值在≤350HB即認為合格。

由室溫拉伸試驗結果可知，低硬度區力學性能大幅下降，抗拉強度和屈服強度均低于標準要求，試驗斷口位置均在低硬度區，這說明低硬度區是管段運行中最危險部位。

所取管道彎頭外壁有氧化皮裂紋，厚度約0.05mm，經過打磨后不影響安全使用。低硬度區試樣經重新熱處理后，其金相組織和硬度均符合標準要求，因此，硬度及金相組織不合格管段經重新熱處理后可重新使用。

4. 處理方案

割除不合格彎頭，進行恢復性熱處理。按1040℃～1080℃溫度控制淬火處理，淬火后按750℃～1080℃溫度控制進行高溫回火處理，處理后的彎頭硬度、力學性能和組織符合標準要求，可重新投入生產使用。對于沒有條件進行馬上處理的管件，應盡可能減少機組頻繁負荷變動、超溫運行，盡快結合機組檢修進行處理更換。

參考文獻：

1、 上海鍋爐廠提供的安裝圖紙

2、 《火力發電廠金屬技術監督規程》