600MW锅炉末级过热器进口集箱三通与连通管对接焊缝裂纹分析与治理
超临界锅炉水冷壁上集箱管座角焊缝开裂原因及对策
超临界锅炉水冷壁上集箱管座角焊缝开裂原因及对策摘要：文章对640MW超临界锅炉水冷壁上集箱管座角焊缝开裂原因进行分析，通过应力分析、材质分析等方法，认为机组在频繁调峰和启停过程中集箱与管接座的膨胀差导致管座角焊缝承受过大的弯曲应力而开裂。
为防止类似问题的发生，提出了水冷壁上集箱分段改造办法，有效解决了座角焊缝开裂问题。
关键词：水冷壁；管接座裂纹；原因分析；分段改造1引言某电厂一期为2×640MW超临界机组，为超临界参数变压运行本生直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，锅炉型号：HG1950/25.4－YM1。
锅炉由哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产。
2台机组分别于2006年3月和6月投产。
两台机组于2006年投产以来，累计运行时间已超过10万小时。
近年来，发现水冷壁上集箱管座角焊缝频繁出现裂纹现象。
2018年2号锅炉节能提效改造中检查发现水冷壁上集箱154处管座角焊缝存在裂纹；2019年2号锅炉C修中检查发现水冷壁上集箱32处管座角焊缝存在裂纹；2020年2号锅炉调停检修中检查发现水冷壁上集箱50处管座角焊缝存在裂纹。
为确保机组正常运行，避免开裂情况发生，利用应力分析、温差分析等方法对开裂原因进行具体分析。
根据检测结论提出有效的预防措施及改造方案，为避免类似事故的发生提供借鉴。
2缺陷描述2.1水冷壁上集箱管座角焊缝裂纹锅炉炉膛由下部螺旋水冷壁和上部垂直水冷壁构成。
下部螺旋水冷壁由436根水冷壁管组成，上部垂直水冷壁由1312根水冷壁管组成。
螺旋水冷壁和垂直水冷壁均采用全膜式焊接结构，由钢管和扁钢制成。
上部垂直水冷壁管规格为Φ31.8×5.5mm，材料为SA-213T12，节距为57.5mm ；鳍片材料为15CrMo，厚度为5mm ；水冷壁上集箱规格为Φ273×65mm，材料为SA-213P12；前墙、左右侧墙水冷壁上集箱各为一个。
锅炉高温过热器出口联箱管座裂纹原因分析及处理措施
锅炉高温过热器出口联箱管座裂纹原因分析及处理措施摘要：火力发电厂锅炉汽水系统管道及联箱工作压力高，温度高，是金属监督检验的重点。
本文就某电厂检修过程中发现高温过热器出口联箱管座角焊缝附近多处裂纹缺陷，通过宏观检查、硬度检验、金相检验以及受力分析多种方法对裂纹产生原因进行分析，提出处理及防范措施，为后期更好的开展金属监督工作提供参考，也为同类设备的维护检修提供借鉴的经验。
关键词：锅炉高温过热器联箱管座裂纹0 引言某电厂 2 号机组为 600MW 超临界机组，于 2007 年投产发电，截止第三次A级检修时已累计运行约 9.2 万小时。
锅炉为东方锅炉集团有限公司生产制造，为超临界参数变压直流本生型锅炉，一次再热，单炉膛，尾部双烟道结构。
锅炉高温过热器管共 33 屏（从炉左至炉右编号），每屏共 20 根（从炉前向炉后编号）。
高温过热器集箱及管座接管材质均为 10Cr9Mo1VNbN 材质。
其中最外圈接管（第 20 根）规格为Φ51×9.5mm，其余接管规格为Φ45×8.5mm。
1 检查情况2020 年 5 月，在对高温过热器出口集箱的管座进行30%比例磁粉检测时发现部分管座存在裂纹显示，随后对缺陷管座进行复查并扩大抽检比例，最终检测比例为100%共计660个，共发现 41个管座存在表面裂纹。
检修中对存在裂纹的管座进行打磨消缺，焊补 14 个，重新焊接 27 个。
2 裂纹分析（1）宏观检查割取开裂样管（11-18）和对比样管（11-15）进行检验，宏观检查如图 1所示，裂纹位于管座上部，靠近融合线位置。
裂纹沿环向方向由上向下逐渐开裂，长度约 1/3 周长。
管座附近未见明显减薄和胀粗现象。
图1 开裂管座形貌2. 微观组织及硬度分析将开裂样管（11-18）和对比样管（11-15）均沿轴向进行切割取样。
其中开样管取裂纹处和裂纹对应位置处。
经打磨、抛光、腐蚀后，放入金相显微镜下观察。
由图 2 可知裂纹从管外壁生成，逐渐向内开裂，深度约 6512um。
电站锅炉过热器接头管开裂原因分析
电站锅炉过热器接头管开裂原因分析■马竖摘要：针对某电厂350MW机组一段开裂泄露的过热器接头管开裂原因进行分析，分别开展宏观检查、化学成分分析、室温及高温（400℃）力学性能试验、金相组织检测、断口SEM微观分析及能谱分析等试验。
分析结果表明，接头管开裂原因为原始焊接缺陷引起的应力集中导致了接头熔合线位置裂纹萌生，裂纹以沿晶形貌的再热裂纹形式在热影响区的粗晶区扩展，并最终导致接头管开裂泄露。
关键词：12Cr1MoV接头；过热器管；开裂扫码了解更多1. 概述某电厂2号锅炉是从日本三菱重工成套引进的机组，于1983年11月投入运行。
锅炉结构为半露天型式，可以混烧高炉煤气、焦炉煤气和煤，最大持续出力1160t/h，额定功率350M W。
2017年12月，电厂对该锅炉一级过热器进行改造，改造后的机组启停不久即发生一级过热器管开裂泄露。
一级过热器管母材材质为12Cr1MoV，运行温度约400℃，泄露位置位于U形弯水平段的同种钢焊接接头处。
泄露处焊缝为现场安装焊缝，采用的焊接工艺为GTAW工艺，焊前未进行预热，焊后未进行回火热处理。
为了查明管段开裂原因，防止过热器管再次泄露或爆管发生，电厂随后将泄露管割下，对泄露管和临近的一段未泄露的对比管进行了各项检测分析。
2. 试验方法和结果（1）宏观检查图1为泄露管和对比管焊接接头宏观形貌，按照管子在锅炉的原始位置，将泄露管和对比管分别编号为18-5和17-3。
检查发现，泄露管18-5焊接接头熔合线位置存在一环向裂纹，裂纹开口较小，长度约90m m。
裂纹中部有一段长约25m m，由裂纹内凸出且颜色发亮的线状金属物。
对比管17-3在焊缝附近有吹损减薄特征，但未发现宏观裂纹。
泄露管及对比管在焊缝附近均存在一定的弯度。
（2）化学成分分析表1为泄露管18-5和对比管17-3接头两侧母材取样化学成分分析结果。
结果表明，两管段母材取样化学成分均满足GB 5310—2008《高压锅炉用无缝钢管》对12Cr1MoV钢化学成分要求。
过热器连通管裂纹成因分析与建议
过热器连通管裂纹的成因分析与建议摘要：笔者结合理论与实践，就针对过热器连通管裂纹的概况与成因进行了详细分析，并提出了合理化建议。
关键词：过热器连通管裂纹成因弯头损伤内部检验近两年来，在对电站锅炉进行内部检验的过程中，陆续发现部分锅炉的高温过热器出口集箱至集汽集箱连通管背弧面上出现裂纹现象。
并且，经打磨消除裂纹以后，管子的剩余壁厚已无法满足强度计算所要求的最小壁厚，只能进行更换。
分析这些裂纹的产生原因和特性，并根据它们的特点制定可行的监督、检验措施，对防止锅炉因过热器连通管发生早期裂纹而导致锅炉非计划停运、保障电厂的设备安全和运行人员的生命安全具有重要的理论指导意义1、锅炉及相关部件概况发现裂纹的锅炉，其结构型式基本类似。
设计参数为：过热器出口蒸汽温度485℃、蒸汽压力5.3mpa。
锅炉高温过热器出口集箱与集汽集箱之间由六根连通管相连接，连通管的材质为低合金钢（12cr1movg或12cr1mov），规格为ф133×10mm或ф108×10mm。
制造时采用热弯工艺，由整根钢管弯制而成。
过热器连通管管线简图如下：2、连通管弯头损伤特点2.1 裂纹特征：上述连通管的裂纹均发生在90?弯头的背弧面，裂纹在炉前弯头和炉后弯头上随机分布，裂纹与连通管走向平行，主裂纹多位于弯头背弧面的弧顶部位，最长的裂纹其长度接近弯头背弧面的弧长。
2.2 开裂时间上述锅炉过热器连通管裂纹被发现时，锅炉的运行年限为8～10年，以每台锅炉平均每年运行7000小时计算，锅炉的运行小时数均不超过70000小时，远远低于低于锅炉及其连通管的设计寿命（20万小时）。
根据现行的《锅炉定期检验规则》的规定并结合电厂的大修周期，目前电站锅炉的内部检验周期为2～3年，因此可以判断上述导管发生开裂发生在锅炉运行5～7万小时之间，为典型的材料早期失效现象。
下面再比较一下同一家电厂，各台锅炉出现高温过热器连通管裂纹的时间和数量。
2011年在对a电厂1#锅炉进行内部检验时，发现其六根高温过热器连通管中有四根出现裂纹，2012年对该电厂2#锅炉进行内部检验时，六根连通管中有四条出现裂纹。
600MW火电机组检修重点检查的项目和内容
600MV火电机组检修重点检查的项目和内容（试行）一、汽机专业1．汽轮机本体1.1低－发转子靠背轮检查（1）检修时应检查低- 发对轮结合面，保证结合面光洁、无毛刺、无锈蚀，保证结合面的接触面积达到规定标准。
（2）采用合适的对轮螺栓，让两侧轮结合面处对应螺栓凸肩。
（3）严格控制螺栓与螺栓孔间隙在检修标准范围内。
（4）螺栓紧力或螺栓拉伸量严格控制执行安装标准。
1.2发－励三支撑结构机组的稳定轴承（振动）检查（1）检修时重新调整发－励中心，可与制造厂等单位沟通，调整、改进此对轮找中心的工艺，严格控制各螺栓的紧力分配。
（2）建议每次大修全部更换此对轮的连接螺栓1.3上汽600MW超临界汽轮机调节级蒸汽温度内缸套管检查揭缸检修时，要对该测点的温度套管做专门的金属探测，并与厂家联系是否有必要更换套管。
1.4 高压缸穿缸管密封垫检查（1）第一次揭缸检修时，一段抽汽穿缸管密封垫进行检查确认是否装反，如现场不能确认，及时与制造厂联系。
（2）检查高压导汽管密封环，不符合质量标准的及时更换。
1.5 发电机油档检查油档回装前要进行充分修刮，预留足够的动静间隙。
1.6 转子对轮螺栓风挡检查在安装对轮螺栓风档时紧固螺栓必须有足够的紧力，螺栓的止退片必须装好。
1.7 哈汽中低压连通管内导流叶栅检查机组检修期间对此部位进行外观及金属检查，发现有缺陷的叶栅要与制造厂联系更换。
2．润滑油、EH 油系统2.1润滑油箱内部检查（1）对各逆止阀逐一检查，确认有无反装、卡涩等问题，对逆止阀的门轴要仔细检查有无疲劳裂纹。
（2）某些哈汽厂提供的润滑油泵出口逆止门为可调节开度逆止门，如果调节开度调整不够，会造成润滑油母管压力低，因此在逆止门回装时应注意做好调整标记。
2.2 润滑油滤网检查（1）大小修期间必须检查清理润滑油滤网（2）润滑油滤网顶部设计必须有放油口，没有设计的，在检修中增加。
2.3 盘车装臵检查（1）对盘车机构进行彻底检查，如发现磨损，应更换盘车齿轮或铜套（2）对大齿轮上的磨痕进行打磨。
(完整word版)600MW亚临界锅炉说明书
600MW火电机组HG-2070/17.5-YM9型锅炉设计说明书目录一. 锅炉设计主要参数及运行条件1.锅炉容量及主要参数1.1BMCR 工况1.2额定工况2. 设计依据2.1 燃料2.2 锅炉汽水品质3. 电厂自然条件4. 主要设计特点5. 锅炉预期性能计算数据表二. 受压部件1. 锅炉给水和水循环系统2. 锅筒3. 锅筒内部装置4. 省煤器4.1 结构说明4.2 维护5. 过热器和再热器5.1 结构说明1) 过热器2) 再热器5.2 蒸汽流程5.3 保护和控制5.4 运行5.5 维护5.6 检查6. 减温器6.1 说明6.2 过热器减温器6.3 再热器减温器6.4 减温水操纵台6.5 维护7. 水冷炉膛7.1 膜式水冷壁结构7.2 冷灰斗7.3 运行7.4 维护三. 燃烧器四. 空气预热器（删除）五. 门孔、吹灰孔、烟风系统仪表测点孔六. 汽水系统测点布置七. 锅炉膨胀系统八. 锅炉构架说明九．炉水循环泵十．锅炉对控制的要求一. 锅炉设计主要参数及运行条件陕西铜川发电厂2×600MW机组锅炉是采用美国燃烧工程公司(CE)的引进技术设计制造的。
锅炉为亚临界参数、控制循环、四角切向燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的∏型汽包炉。
1. 锅炉容量及主要参数1.1 B－MCR工况过热蒸汽流量2070 t/h过热蒸汽出口压力17.5 MPa.g过热蒸汽出口温度541 ℃再热蒸汽流量1768 t/h再热蒸汽进口压力 4.041 MPa.g再热蒸汽出口压力 3.861 MPa.g再热蒸汽进口温度334.4 ℃再热蒸汽出口温度541 ℃给水温度283.4 ℃过热器设计压力19.95 MPa.g再热器设计压力 4.65 MPa.g1.2 额定(THA)工况过热蒸汽流量1876.4 t/h过热蒸汽出口压力17.45 MPa.g过热蒸汽出口温度541 ℃再热蒸汽流量1642.5 t/h再热蒸汽进口压力 3.685 MPa.g再热蒸汽出口压力 3.521 MPa.g再热蒸汽进口温度325.3 ℃再热蒸汽出口温度541 ℃给水温度277.1 ℃2. 设计依据2.1 燃料：2.2锅炉汽水品质：炉给水质量标准p H值 9.0～9.5（无铜系统）硬度μmol/L 0溶氧（O2）μg/L ≤7铁（Fe）μg/L ≤20铜（Cu）μg/L ≤5油mg/L ≤0.3联氨（N2H4）μg/L 10～30导电率（25℃）μS/cm ≤0.3 炉水：pH值9～10 硬度μmol/L 0总含盐量mg/L ≤20二氧化硅（SiO2) mg/kg ≤0.25 氯离子Cl-mg/L ≤1磷酸根mg/L 0.5～3导电率（25℃）μS/cm ＜503. 电厂自然条件3.1气象条件水文气象条件表：3.2岩土工程条件根据区域地质资料，本区出露地层主要有：上部为第四系风积黄土，厚度100m左右；下部为石炭、二叠系海陆交互相的煤层、泥岩、砂岩、页岩、石灰岩沉积层。
鹤岗600MW炉说明书
华能鹤岗发电有限公司1×600MW工程HG-1900/25.4-YM4 型超临界直流锅炉说明书编号：06.1600.014-01编写:校对:审核:审定：批准:哈尔滨锅炉厂有限责任公司本说明书对华能鹤岗发电有限公司1×600MW超临界直流锅炉主要设计参数、运行条件及各系统部件的规范进行了说明，并介绍了采用英国三井巴布科克能源公司引进技术的超临界本生直流锅炉的技术特点。
本说明书应结合锅炉图纸，计算书等技术文件参考使用。
1. 锅炉容量及主要参数 (1)2. 设计依据 (1)2.1 燃料 (1)2.2 点火及助燃油 (3)2.3 自然条件 (3)3 锅炉运行条件 (4)4 锅炉设计规范和标准 (4)5 锅炉性能计算数据表（设计煤种） (6)6 锅炉的特点 (7)7 锅炉整体布置 (8)8 汽水系统 (9)9 热结构 (20)10 炉顶密封和包覆框架 (24)11 烟风系统 (29)12 钢结构（冷结构） (29)13 吹灰系统和烟温探针 (31)14 锅炉疏水和放气（汽） (33)15 水动力特性 (34)附图: (35)华能鹤岗发电有限公司的1台600MW—HG-1900/25.4-YM4型锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进英国三井巴布科克能源公司（MB）的技术进行设计、制造的。
锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生（Benson）直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置（见附图01-01～04）。
锅炉岛为紧身封闭布置。
设计及校核煤种均为鹤岗烟煤。
30只低NO X轴向旋流燃烧器（LNASB）采用前后墙布置、对冲燃烧，6台ZGM113N中速磨煤机配正压直吹制粉系统。
锅炉以最大连续出力工况（BMCR）为设计参数。
在任何5台磨煤机运行时，锅炉能带BMCR负荷。
1.锅炉容量及主要参数名称单位BMCR TRL过热蒸汽流量t/h 1900 1799过热器出口蒸汽压力MPa(g) 25.40 25.27过热器出口蒸汽温度o C 571 571再热蒸汽流量t/h 1608 1518再热器进口蒸汽压力MPa(g) 4.65 4.38再热器出口蒸汽压力MPa(g) 4.46 4.20再热器进口蒸汽温度o C 319.8 313.3再热器出口蒸汽温度o C 569.0 569.0省煤器进口给水温度o C 283.8 280.02.设计依据2.1 燃料：煤质分析名称符号单位设计煤种校核煤种备注全水（收到基）Mar % 8.3 7.1空气干燥基水份Mad % 2.04 1.31灰份Aar % 22.7 25.24名称符号单位设计煤种校核煤种备注干燥无灰基挥发份Vdaf % 38.73 40.3高位发热量Qgro.ar MJ/kg 23.46 23.24低位发热量Qnet.ar MJ/kg 22.46 22.25全硫Sar % 0.10 0.11收到基碳Car % 57.9 56.97收到基氢Har % 3.91 4.02收到基氮Nar % 0.65 0.64收到基氧Oar % 6.44 5.92磨损指数Ke 3.09 3.68哈氏可磨性指数HGI 58 59灰变形温度DT ×103℃ 1.31 1.33灰软化温度ST ×103℃ 1.39 1.40灰半球温度HT ×103℃ 1.44 1.44灰流动温度FT ×103℃ 1.47 1.48灰成份分析表名称符号单位设计煤种校核煤种备注二氧化硅SiO2% 57.96 59.12三氧化二铝Al2O3% 24.72 25.61三氧化二铁Fe2O3% 4.10 4.57氧化钙CaO % 5.18 3.30氧化镁MgO % 1.06 0.75氧化钾K2O % 1.52 1.88氧化钠Na2O % 0.43 0.46二氧化钛TiO2 % 0.94 0.96三氧化硫SO3% 1.17 0.85二氧化二锰MnO2% 0.13 0.13灰尘比电阻名称符号单位℃计设煤种灰样校核煤种灰样比电阻（Ω cm）20 5.70×1099.80 ×109比电阻（Ω cm）80 1.23 ×1010 5.48 ×1010比电阻（Ω cm）100 6.00 ×10109.20 ×1010比电阻（Ω cm）120 3.30 ×1011 2.92 ×1011比电阻（Ω cm）150 7.40 ×1011 6.40 ×1011比电阻（Ω cm）180 3.35 ×1011 2.05 ×10112.2 点火及助燃油点火及助燃油系统用油由老厂通过供油管路提供，在一期油区预留的1000m3油罐基础上增设一台1000m3油罐。
600MW锅炉概述解析
3
省煤器管型
－－
H型鳍片管
给水经省煤器的入口汇集集箱分别供至前后的省煤器入口 4 布置方式 －－ 顺列布置 集箱。省煤器的管子规格为 φ 51× 5 371SA-201C， 设计进口温度（BMCR） ℃ 6mm，材料为 管组横向节距为 115mm 4排 6 400 设计出口温度（BMCR ） ，共190排。省煤器向上形成共 ℃ 吊挂管，用于吊挂尾部烟道中的水平过热器和水平再热器 7 m2 19178/2670 受热面积（蛇形管/悬吊管） 吊挂管的规格为 φ 51×9mm、材料为 SA-213 T12 。吊挂管 8 MPa 0.15 省煤器压降（BMCR） 的 9 4只出口集箱两端与两根下降管相连，下降管将水供至 mm φ39/φ51 省煤器管内/外径 水冷壁下集箱 10 省煤器管节距 mm 115 在省煤器烟气入口的四周墙壁上设置了烟气阻流板，避免 12 省煤器管的防磨设施 －－ 烟气阻流板 形成烟气走廊而造成局部磨损 3
93.45％ 93.6％
炉膛容积热负荷 炉膛断面热负荷
锅炉设计条件
锅炉燃煤设计煤种为神府东胜煤，校核煤种1为混煤，校 核煤种2为大同煤。煤质分析数据如下：
锅炉点火及助燃用油为＃0轻柴油
符号 Mt 单位 % 设计煤种 12.1 校核煤种1 12.93
项目 全水份
校核煤种2
6.84
锅炉给水质量标准：补给水量在正常时（按 空气干燥基水份 Mad % 3.31 ~8（暂定） 1.62 BMCR 的5％计）为 97.5t/h ，启动或事故时 干燥无灰基挥发份 Vdaf % 28 38 39 8.79 收到基灰份 Aar % 26.68 （按 BMCR的8 ％计）为 156 t/h 21.02
主要参数
名 过热蒸汽流量 过热器出口蒸汽压力 过热器出口蒸汽温度 再热蒸汽流量 称 单 位 T/h Mpa(g) ℃ T/h BMCR 2072 25.4 571 1742 BRL 2009.77 25.4 571 1684
高温过热器集箱出口三通焊缝裂纹原因分析及处理措施
ｃｎ ｔｕ ｔ ｎ ｐｏ ｅｓｏ ｈ ｉｍｅｅ ｈ ｎ ｅ ｅ ｏｎ． ｏ ｓｒｃｉ ｒｃｓ ｆｔｅｄａ ｔｒｃ ａ ｇ ｓＴ ｅ ｊｉｔ ｏ Ｋ ｙｗｏ ｄ ｈｇ ｅ ｅａｕ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅｔｒ ｓｔｂ ｘ；ｅ ｏｎ ； ｅ ｒｓ： ｉｈ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｕ ｅｈ ａ ｅ ； ｅ ｏ ｔｅｊｉｔ
向和 热 处理 工 艺不 得 当是 裂 纹 产 生的 主 要 原 因 ， 出合 理 的 提
修 复 工 艺和 注 意事 项 ， 对 变径 三 通 构件 的 材质 和施 工 工 艺 并
提 出 建议 。 关 键 词 ： 温 过 热 器 ； 箱 ； 通 ； 缝 裂 纹 ； ２ ｒ Ｍｏ Ｇ 高 集 三 焊 １Ｃ ｌ Ｖ
在无法对裂纹旁边的金相组织进行电镜分析主裂纹对材料进行更换和改变运行参数的前提下可采用周围分布着众多沿晶小裂纹还存在一些未形成裂的方法减小再热裂纹的敏感区和减小焊接残余应纹的孔洞主裂纹旁小裂纹及孔洞示意见图3
Ｖｏ１ ３ ． ． ０ ＮＯ ６
Ｄ ｅ ． Ｏ１ ｃ２ １
河 北 电 力 技 术
图 １ 裂 纹 宏 观 不 蒽
ｔｅ ｔ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓｃ ａ ｋ ｒ ａ ｏ ｓ ｐ ｔ ｏ ｗａ ｄ ｔ ｅｒ ａ ｏ ａ ｌ ｒ ａ ｍｅ ｔｐ ｏ ｅ ｓ ｉ ｒ ｃ ｅ ｓ ｎ ， ｕ ｓｆ ｒ ｒ ｈ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｒｐ ｉｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓａ ｄ ａｔ ｎ ｉｎ ａ ｄ ｓ ｇ ｅ ｔ ｈ ｐ ｌ ａ ｉ ｔ ｎ ｅ ａｒ ｒ ｃ ｓ ｎ ｔｅ ｔ ， ｎ ｕ ｇ ｓｓｔ ｅ ａ ｐｉ ｂｌ ｙ ａ ｄ ｎ ｏ ｃ ｉ
Ｃｒ ｃ ａ ｋ Ａｂｏ ｔＴｅ ｏｉ ｔｏ ｐ ｈ ｔ ａｄ ｕ ｅ Ｊ ｎ ｆＳｕ ｅｒ ｅａ ｅｒＨｅ ｅｒ
某热电厂600MW锅炉水冷壁管开裂原因
裡m艟验-物理分冊PTCA (PART A :PHYS.TEST.)¥^f£yM2 ^责控剌与失玟分析IX)I ： 10.11973/ !hj y-W1202102015某热电厂600 M W锅炉水冷壁管开裂原因韩志远(内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司.呼和浩特010206)摘要:某热电厂600 M W锅炉水冷壁管在水压试验时出现开裂。
采用宏观分析、化学成分 分析、金相检验、力学性能试验等方法对开裂原因进行了分析。
结果表明：水冷壁管原始管材边 角部位存在夹渣缺陷，使得母材形成不连续缺陷，在水压试验升压时，裂纹扩展最终导致管子开 裂失效。
关键词:锅炉；水冷壁管；水压试验；开裂；夹渣中图分类号:TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2021)02-0060-03Cracking Causes of Water Wall Tube of 600 MW Boiler ina Thermal Power PlantHAN Zhiyuan(Inner Mongolia Da t ang International T u oketuo Power Generation Co., L td., Hohhot 010206，China)Abstract：The water wall tube of a 600 MW boiler in a thermal power plant cracked during the hydraulic test. The causes of cracking were analyzed by means of macro analysis, chemical composition analysis, metallographic examination and mechanical property test. The results show that there were slag inclusion defects in the corner of the original tube, which made the base metal form discontinuous defects. When the pressure was increased during the hydrostatic test, the crack propagation eventually led to the cracking failure of the tube.Keywords：boiler；water wall tube；hydraulic te st；cracking；slag inclusion水冷壁管是热电厂锅炉实现热量传递与交换最 核心的部件，由于锅炉运行工况的复杂性，水冷壁管 失效的情况较为常见。
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参考文献：
［１］ＧＢ／Ｔ ３０７７合金结构钢 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布 ［２］‘标准金相图谱》中国机械工程学会热处理分会发布 ［３］《电力建设施工及验收规范火力发电厂焊接篇》
作者简介：
李晓东男毕业于东北电力学院，工程师职称，从事金属监督专业，现在广东国华粤电台山发电有限公司工作。 单位地址：广东台山铜鼓湾国华台电设备部，邮编：５２９２２８
【关键词】焊缝裂纹修补热处理检验 ０引言 国华台山发电公司５号机组锅炉为亚ｌＩ缶界压力一次中间再热控制循环汽包炉。单炉膛、ｎ型露 天布置，额定工况蒸发量（ＥＣＲ）过热蒸汽流量２０２６ｔ／ｈ过热蒸汽出口压力（表）１７．５ Ｍｐａ，过热 蒸汽出口温度５４１℃。机组于２００６年１１月底投产，累计运行约９０００小时。２００８年３月１日进行首 次大修，在大修焊缝检验中发现末级过热器左、右入口三通管与连通管（结构如图ｌ所示）焊缝经 磁粉及超声波检验存在严重的裂纹缺陷，该管道材质为１２ＣｒｌＭｏＶ，规格为中６１０×９０ｍｍ，左侧焊缝 有３条横裂纹，裂纹最深达５５ｍｍ，焊缝表面还有很多的微小裂纹。右侧焊缝存在大量的层间横向细 小裂纹。经过制订合理的修补方案，缺陷得到成功地修复。
４．２缺陷处理的技术措施 管道切割及坡口加工措施：
１）进行正式冷切前，应测量焊缝宽度并进行纪录。冷切结束后切口的宽度应大于原焊缝宽度 ｌＯｍｍ。测量数量为８处，每处相隔４５。。
２）对打磨平后的焊缝表面中心两侧进行测厚，以确定内壁凹台处实际壁厚。测量数据为中心线 两侧各８处，每处相隔４５。，以确定其实际壁厚。
图２对接焊缝上的横向裂纹
２理化试验
在现场对左侧三通与连通管对接焊缝（图２位置）进行了复膜盘相、光谱和硬度等理化试验： ２．１复膜金相试验 试验结果表明，后屏过热器出口集箱至束级过热器进口集箱炉左三通的连通管母材组织（图１ 中ｃ位置）为铁素体＋珠光体组织．焊缝和三通瞥母材均为回火贝氏件＋少量铁素体．连通管母材、 焊缝和三通的金相组织正常。对焊缝进行进一步的观察．发现焊缝的裂纹既有沿晶开裂，也有穿晶 开裂，而且裂纹内部没有发现氧化产物。如图３．
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图３左三通捍缝的细观形貌（图ｌ中Ｂ位置）
２．２光谱试验
采用Ｑ一２０００Ａ型便携式合金分析仪测试母材和焊缝的化学成分，如表１所示。表２和表３列出
了相关标准规定的母材和焊缝的化学成分。通过比较可以看出，存在缺陷的Ｂ焊缝焊接接头的化学 成分基本符合材质要求。
表ｌ焊接接头的化学成分
位置 母材Ａ 炉左侧 进口 焊缝Ｂ 母材Ｃ 焊缝Ｄ 母材Ｅ
３）用环切坡口机先切出宽１２ｍ，深６０ｍ切口，然后用１５度坡刀推出上下坡口， 再用Ｒ１５度 圆角刀切出槽底上下圆角，经检验合格后，用Ｒ１５度坡口刀修切坡口与圆角光滑过渡， 形成ｕ型坡
口。
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全国火电６００ＭＷ机组技术协作会第十三届年会论文集
锅炉
４）对切口后出现的尖角等形状变化大的部位进行机械打磨， ４．３环切坡口机（Ｊ１ＱＰ—ＧＸ－巾６３５）固定方法 １）所处理的末过三通管（Ｉ）６１０ｘ９０ｒａｍ管道焊口上方是短管， 用倒夹装置，来进行切割；
热处理工艺要求 ９）热处理工必须持有资格证书，且在有效期内。 １０）由于是连通管与集箱三通的焊接，需作好温度的补偿措施，合理布置加热器，测温点应对
称布置在焊缝中心的两侧，每侧不少于四点，切实保证焊缝热处理的温度准确、可靠。
１１）恒温时加热范围内任意两测点的温差应不大于５０度。 １２）焊后立即进行热处理。焊前预热及热处理要求：
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锅炉
５处理结果
上述两道焊口经过焊接热处理后磁粉、超声波检验合格，硬度检验合格。
６结束语
随着机组向大容量高参数发展，近几年在电厂的运行中出现了大管道裂纹甚至爆破的现象，因 而对机组管道一些关键部件的安装都提出了更高的性能要求，合理确定焊接工艺和热处理工艺是保 证机组安全可靠的基础。通过这次检验，我们强化了对机组设备安装时的质量意识，使我们对机组 设备的安全检验更加明确。
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锅炉
６００ＭＷ锅炉末级过热器进口集箱三通 与连通管对接焊缝裂纹分析与治理
李晓东李占元朱信钊赵焕学 （广东国华粤电台山发电有限公司
【摘
广东
台山５２９２２８）
要ｌ本文阐述了６００ ＭＷ机组锅炉末级过热器进口集箱三通与连通管对接焊缝裂纹缺陷情况，分析了
裂纹产生的原因，并介绍了焊缝裂纹修补和热处理过程，提出了安全检验的必要性。
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ＧＢ／Ｔ ３０７７—１９９９规定了１２ＣｒｌＭｏＶ的硬度上限值为１７９ＨＢ，可以看出，炉左三通硬度偏高，炉左
三通连接管焊缝Ｂ硬度值在２９０ｆＩＢ左右，已经超过标准的规定。焊缝Ｆ（炉右三通有裂纹缺陷的焊 缝）硬度值在２７０ＨＢ左右，已经达到标准的上限。 ３结论 １２ＣｒｌＭｏＶ属于珠光体铬钼类耐热钢，一般为正火＋高温回火状态供货（１２ＣｒｌＭｏＶ正火：９８０—１０２０
圆滑过渡。
下方是三通，因此装配位置必须采
２）因环切坡口机需要与管道固定并保证其旋转和管道同心，而基建时遗留在管道上的射线探伤 孔堵头所处位置影响环切坡口机架设，因此必须其将打磨后旋出，完工后再将恢复。
３）①６３５自动环切机是以管道外圈进行测量，以９０。垂直校正，所谓垂直是指角尺取该直管道 为基础准垂直于环切机本体，其次测量中心是以管道外边到丝杆的尺寸；
Ｍｎ Ｃｒ Ｍｏ
表３焊接材料Ｒ３１７的化学成分（％）
Ｖ
Ｎｉ
Ｃｕ
Ｓ
Ｐ
≤
≤
一
一
０．９０ ．９０
１．５０
Ｏ．６５ Ｏ．６５
０．３５
．
０．０３５
ｕ‘Ｖｕｕ
Ｏ．０３５
Ｖ‘Ｖｕｕ
２．３硬度试验 采用［ｉＴ一２０００Ａ型硬度计进行测试硬度，发现焊缝硬度值偏高。按照《电力建设施工及验收规
范火力发电厂焊接篇》的规定，１２ＣｒｌＭｏＶ材料焊缝热处理后的硬度值不能超出母材布氏硬度值加 １００，且不能超出ＨＢ２７０。
０．３７
０．７０
１．２０
０．３０
０．０８－０．１７－０．４０—
Ｏ．９０—
０．２５—０．１５一
≤
０・０３５
≤
０・０３５
（１２ＣｒｌＭｏｒ）０．１５
０．３７
０．７０
１．２０
０．３５
Ｏ．３０
ＤＩＮｌ７１７５
０．０８—０．１７－０．４０－０．９０—０．２５—０．１５一 ０．３５ Ｏ．３０
≤
０．２５
≤
０・２０
Ｃｒ（％）
０．９２ １．１８ ０．９４
Ｍｏ（％）
０．３０ ０．５６ ０．２７ ０．５０ ０．２９
Ｖ（％）
０．１６ ０．３１ ０．１６ ０．２１ ０．１５
Ｍｎ（％）Ｔｉ（％）
０．４８ ０．６６ ０．５４ ０．６１ ０．４６ ０．０８ ０．１１ ０．０７ ０．０１ ０．１８
１．２０
０．８９
炉右侧———了鬲五■—————ｒ面————＿ｉ磊————１＿五————１ｊ了————ｉＦ
图１对接焊缝缺陷位置示意图
１现场检验情况
末级过热器进口集箱炉左三通与连通管对接焊缝 对末级过热器进口集箱炉左三通与连通管对接焊缝（即图ｌ中的Ｂ焊缝）磁粉探伤时发现：下
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全田火电６００ＭＷ机组技术协作会第十＝届年会论文集
焊趾及焊道间存在整圈断续线性显示；胡始检验时捍缝上有３处横向裂纹（圈２为其中ｌ处裂纹） 已横跨整个焊缝并扩展到热影响区，在焊缝单面单侧进一步进行超声波检验，发现该裂纹堆深选 ５５哪。 为避一步提高缺陷的橙出率．耐Ｂ焊缝表面打磨后做磁粉探伤复检，在焊缝炉后侧处表面发现 了更多的密集横向裂纹。从外表面观察．裂纹呈断续状。裂纹开口较大．端部比较四钝。
４）焊接前，应对施工所需焊条，按照厂家提供参数进行烘干，烘干完成后，要移入保温箱中备 用；焊接过程中，焊工必须将焊条装在专用保温筒内，接通电源，温度保持在８０－－－－１１０℃。当天没 用完的焊条即时退回；第二天用时焊条重新烘干，重复烘焙次数不超过两次。
５）采用电加热方式进行预热，在达到２ 焊过程中，层问温度不应低于２
℃：回火：７００－７５０℃）。根据金相正常、化学成本相符、硬度偏高的实验结果分析，缺陷产生的主
要原因有如下几个方面：一是由于在基建管道安装时焊接工艺不当产生应力裂纹；二是焊接前后的
热处理工艺未按规定程序严格执行；三是焊材的合金元素含量偏高，而且已经接近了相关标准所规
定的上限要求；四是焊缝及母材硬度值偏高，标准规定应为小于ＨＢ２７０实测则为ＨＢ２９０。以上四个
０ ０ ０＂Ｃ一３ ０
０℃后，焊工方可施焊，同时要求，在施
０℃，且不高于４００℃。
６）焊接的单层厚度不大于焊条直径加２ｍｍ，单焊道摆动的宽度不大于所用焊条直径的５倍。
７）各层焊接接头要错开，同时要注意起弧和收弧的焊接质量，注意层间焊接清渣后的焊缝质量
检查，缺陷打磨清除后，才能继续焊接。
８）焊接完成后，焊工要做好自检工作，保证焊缝的外观质量符合规程的相关要求。
方面为末级过热器入口三通焊缝裂纹产生的主要原因。
４处理方案
４．１管道加固措施
１）加工适当高度的角钢（３０×３０），锁定屏过出口至末过入Ｉ＝１连通管道弹簧吊架，防止管道下
沉，工作结束后拆除。
２）在切割过程中随时对剩余管道壁厚进行测量，当剩余壁厚为２０－１５ｎｕｎ时要焊口裂纹情况进行 一次全面复查，在完全消除缺陷的前提下预留２０－１５ｍｍ壁厚余量，以保证管道不产生移位。
≤
０・０３５
≤
０・０３５
（１２ＣｒｌＭｏｖ）
Ｏ．１５