某电厂高温再热器入口集箱筒身环缝裂纹分析及处理_第1页
某电厂高温再热器入口集箱筒身环缝裂纹分析及处理_第2页
某电厂高温再热器入口集箱筒身环缝裂纹分析及处理_第3页
某电厂高温再热器入口集箱筒身环缝裂纹分析及处理_第4页
某电厂高温再热器入口集箱筒身环缝裂纹分析及处理_第5页
已阅读5页,还剩1页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、某电厂高温再热器入口集箱筒身环缝裂纹分析及处理针对某电厂投运锅炉机组高温再热器入口集箱筒身裂纹,对裂纹宏观形貌进行了观察,对裂纹区域焊缝和母材的金相、硬度进行了检测,以及对集箱制造过程进行了研究。以最小程度破坏集箱的方式,分析了集箱筒身环缝横向裂纹的产生原因,并提出了裂纹处理方案。结果表明,制造过程中集箱筒身表面划伤,补焊操作不当导致冷裂纹产生,并在锅炉运行中扩展,形成宏观裂纹。关键词:锅炉;集箱;裂纹;补焊中图分类号:TG441.7Abstract:Basedonthemacroscopicmorphologyofthecrackszthemetallographicandhardnessi

2、nspectionoftheweldsandthebasemetalinthenearbyareaofcrackszandthemanufacturingprocessoftheheaderswerestudied.Thecausesofthetransversecracksintheannularweldsoftheheaderswereanalyzedzintheformofminimaldestructionoftheheader.Theresultsshowedthatthesurfaceoftheheadercylinderwasscratchedduringthemanufactu

3、ringprocesszandtheimproperrepairweldingoperationledtothecoldcracksfanditwaspropagatedintheboilerworkingtoformthemacroscopiccracks?Keywords:boiler;header;crack;repairwelding0前言电站锅炉作为重要的承压特种设备,其承压结构的连接一般通过焊接的形式来实现,焊接接头的性能和质量是保证锅炉机组长期稳定运行的关键1-3。对于已缺陷萌投运锅炉机组需对其进行监督,拿握金属构件在服役过程中的组织、性能及生情况,发现并评估锅炉存在的问题与风险

4、,分析问题产生的原因,使之在失效前得到及时有效的修复或更换4。对于焊接缺陷的分析通常需要在焊接接头位置进行取样检测5-6,然而,对于集箱筒身、锅筒等厚壁复杂结构取样会对部件产生较大损伤,因此在进行此类结构缺陷分析时应兼顾修复难度,最小化对原始结构的破坏。1锅炉机组简介莫电厂1000MW机组已投运近5年时间,其锅炉为超超临界变压宜流锅炉,采用n型布置、单炉膛、反向双切圆燃烧方式。再热器入口蒸汽压力为5.11MPa.蒸汽温度为353Co高温再热器入口集箱筒身材料为SA-335P22t口径钢管,宜径为711mm,壁厚为72mm,其化学成分见表1。图1为缺陷位置集箱结构简图,仅示出了管孔位置和管接头中

5、心线。图1高温再热器入口集箱表1SA-335P22钢管化学成分(质量分数,)CMnPSSiCrMo0.120.450.090.050.272.380.982裂纹概况在电厂对锅炉进行检修期间,在高温再热器入口集箱(右侧)的第4条筒身拼接环缝圆周方向上,MT检测发现11条横向裂纹(裂纹垂宜于焊道方向),裂纹分布无明显规律,裂纹长度为3855mm,通过UT测M裂纹深度为3050mm,图2所示为部分裂纹位置及表面形貌,将裂纹编号111号。左、右2个高温再热器入口集箱,共12条拼接环缝,其余11条悍缝未发现类似裂纹。1号裂纹表面形貌(I) 2号裂纹表面形貌图2裂纹外观形貌3金相检验对2号裂纹区域筒体表面

6、进行打磨抛光,并用硝酸酒精腐蚀,发现该环缝位置焊缝总宽度达130mm,且焊缝宽度方向不连续,如图3所示,其中B,D,F区域为焊因锅炉机组为检修缝,A,C,E,G区域为原始母材。对1号裂纹检查也发现类似现象。状态,不宜对集箱过度破坏,为确认焊缝的组织形貌,在垂宜于焊道方向将焊缝用砂轮打磨剖开一个凹槽,凹槽深度约10mm,然后对凹槽断面进行打磨并用硝酸酒精腐蚀,以观察焊缝及母材轮廓。发现B区焊缝宽度、形貌与图纸拼接环缝坡口尺寸相符,为正常拼接焊缝,但其表面57mm深度范围内焊缝宽度异常,比理论坡口边缘宽出1015mmoD区和F区焊缝深度分别为6mm和7mm,如图4所示,其焊缝仅存在于筒体近表面区域

7、内,为母材表面局吾际卜焊,并非筒体拼接焊缝。对AG各区进行表面贴膜金相检测,结果如图5所示,母材组织为贝氏体+铁素体(图5a)、焊缝组织为贝氏体(图5b和5c),焊缝与母材的组织均无异常,为正常的焊缝和母材组织。2号裂纹位于B区,即拼接焊缝位置,图5d为2号裂纹形貌。图32号裂纹附件筒体表面形貌4硬度检测对2号裂纹位置各区域进行了硬度检测,每个区域测M3点取平均值,其结果如图6所示。B,D,F区为焊缝硬度,具硬度平均值分别为189HB,190H序口192HB,三个焊缝区域硬度值较一致。各区域母材硬度检测平均值在158-163HB范围内。焊缝、母材硬度的检测值均在合理范围内,均为消应力热处理后的

8、合格硬度值。5原因分析及处理由于锅炉机组检修期有限,且不宜过多破坏集箱本体,仅进行了无损检测、表面金相和表面硬度检测,然而裂纹附近区域焊缝和母材的组织、硬度检测结果均未发现异常,据此无法判断导致裂纹产生的原因。根据裂纹区域焊缝超宽的情况,对高温再热器集箱制造过程进行分析,发现制造厂在集箱管接头装配、焊接时,需将集箱筒身放置在V形支架上,在转动过程中集箱筒身表面会与V形支架产生滑动摩擦,通常情况下这种摩擦不会对筒身表面造成损伤,但如果V形支架上存在焊接飞溅、异物等便会导致筒身表面划伤。因此,根据该环缝表面宽度和D,F区域焊缝深度推断,环缝位置表面在集箱管接头装焊过程中被V形支架划伤,划痕宽度约为

9、130mm(不连续)、深度范围为57mm(图7),制造厂对筒身表面划伤区域进行了补焊,且补焊是在集箱整体消应力热处理前进行的,从焊缝表面硬度检测结果可证实。综上分析j亥焊缝位置裂纹的产生与集箱筒身划痕补焊有直接关系。SA-335P22的碳当量约为0.87%,有很强的冷裂纹敏感性,补焊过程中实际工件温度未能达到焊接工艺要求的最小预热温度,焊后未进行有效的消氢处理,导致补焊悍缝表面产生冷裂纹,且裂纹的产生会有一定的延迟性。这些冷裂纹尺寸相封较小,仅存在于集箱筒身表面补焊焊缝中。而补焊时集箱管接头已装焊完成,不利于补焊操作及焊后无损检测,以至于高温再热器入口集箱安装投运也未发现该问题。在锅炉机组运行过程中,受热应力的作用裂纹由焊缝表面逐渐长大并扩展,直至形成宏观表象,在检修时被发现。针对该电厂高温再热器入口集箱环缝裂纹问题,在检修期间对11条裂纹进行返修处理,清除裂纹、补焊及焊后消应力热处理,作为临时解决方案,同时建议在下次检修期对该段存在补焊的集箱筒体进行局部更换作为最终解决方案,以保证该1000MW超超临界锅炉机组的长期稳定运行。6结论通过对裂纹宏观形貌观察,裂纹区域焊缝和母材的金相、硬度检测,以

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论