循環(huán)流化床鍋爐主汽管道材料失效分析

董浩韜+徐家琦

摘 要：隨著工業(yè)的發(fā)展，自備電廠越來越多，這些電廠大多數(shù)都采用循環(huán)流化床鍋爐，尤其對(duì)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的鍋爐檢驗(yàn)要求就會(huì)提高，在以前的檢驗(yàn)中主要以鍋爐本體為主，忽略了管道的檢驗(yàn)，隨著現(xiàn)在管道事故的增加，在檢驗(yàn)中我們?cè)黾恿斯艿赖臋z驗(yàn)量。本文以一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐主汽管道材料失效事件為案例，針對(duì)其原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；主汽管道；材料失效；分析與預(yù)防

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.021

1 基本情況

鍋爐型號(hào)為NG-75/5.3/485/MI，鍋爐為杭州鍋爐廠1990年制造，1991年投入運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間23年，主汽管道為12Cr1MoV規(guī)格為273×35mm。

2 檢驗(yàn)情況

該次檢驗(yàn)為大修檢驗(yàn)，我們要求對(duì)主汽管道彎頭選點(diǎn)打開保溫進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)樵撳仩t運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，我們對(duì)共九個(gè)彎頭進(jìn)行了檢驗(yàn)。宏觀檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)該管道顏色有所變化有脫皮、過燒現(xiàn)象，之后對(duì)焊縫和彎頭表面進(jìn)行了磁粉MT檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有六道焊口出有裂紋，裂紋長(zhǎng)度為12-58mm，都位于焊縫上。我們又進(jìn)行了硬度檢測(cè)發(fā)現(xiàn)硬度值偏低，硬度值HB范圍在200之上，見表1。

明顯低于該材料的標(biāo)準(zhǔn)值，12Cr1MoV的硬度標(biāo)準(zhǔn)值為150-220HB.于是我們懷疑該材料材質(zhì)發(fā)生了劣化，于是做了現(xiàn)場(chǎng)金相，如圖1、圖2。

經(jīng)過金相檢測(cè)結(jié)果為球化4-5級(jí)，于是我們進(jìn)行了割管檢查，發(fā)現(xiàn)結(jié)果于我們現(xiàn)場(chǎng)金相相同，進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)力學(xué)性能均不達(dá)標(biāo)，具體數(shù)值如表2，單位為MPa。

該材料的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度為470-670MPa，屈服點(diǎn)為：>225MPa。

3 分析及處理

經(jīng)過以上檢驗(yàn)我們認(rèn)定該主汽管道出現(xiàn)了嚴(yán)重的材料劣化現(xiàn)象。隨后我們經(jīng)過對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的檢查發(fā)現(xiàn)主汽管道經(jīng)常有超溫現(xiàn)象，設(shè)計(jì)溫為540℃，在運(yùn)行記錄中顯示該鍋爐主汽溫度經(jīng)常有超過540℃的現(xiàn)象出現(xiàn)，而且由于該鍋爐運(yùn)行時(shí)間有24年而且經(jīng)常有超溫現(xiàn)象，導(dǎo)致主汽管子材料發(fā)生劣化，球化4-5級(jí)按照我們現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能保證安全使用，建議該廠更換全部主汽管道，最后該廠對(duì)所有主汽管道進(jìn)行了全部更換。

4 預(yù)防措施

為了避免再次材料劣化，確保鍋爐的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)采取以下措施進(jìn)行防范：

（1）加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行管理，對(duì)司爐人員加強(qiáng)管理，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，減少超溫現(xiàn)象的發(fā)生，如果出現(xiàn)超溫現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行處理，進(jìn)行減溫操作，減少超溫時(shí)間。

（2）加強(qiáng)金屬監(jiān)督，定期進(jìn)行硬度測(cè)試，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控對(duì)比，如果發(fā)現(xiàn)硬度值超標(biāo)及時(shí)處理。

（3）加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督，嚴(yán)格控制水質(zhì)，避免因水質(zhì)不合格導(dǎo)致管內(nèi)結(jié)垢，導(dǎo)致管壁溫度超標(biāo)。

5 結(jié)論

通過本次檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了該主汽管道的材料劣化等問題，由于及時(shí)發(fā)現(xiàn)了問題并提出了整改措施，有效的預(yù)防了該鍋爐在運(yùn)行中事故的發(fā)生，通過我們提出的預(yù)防措施也保證了該廠以后的安全運(yùn)行。

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