高参数电站锅炉主蒸汽热电偶套管裂纹分析与防治

锅炉主蒸汽管道热电偶套管泄漏原因分析及处理方法发表时间：2018-08-20T15:24:43.937Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：王耀军[导读] 摘要：本文针对某厂主蒸汽管道热电偶套管泄漏的事故，从热电偶套管泄漏的原因以及停机后进行套管的更换、安装、焊口的焊接过程、以及焊后热处理方面进行论述。

(大唐甘肃发电有限公司八〇三热电厂甘肃矿区 732850) 摘要：本文针对某厂主蒸汽管道热电偶套管泄漏的事故，从热电偶套管泄漏的原因以及停机后进行套管的更换、安装、焊口的焊接过程、以及焊后热处理方面进行论述。

关键词：主蒸汽；热电偶套管；焊接；热处理引言某电厂1号机组（主蒸汽设计温度为579℃、设计压力25.7MPa、管道规格ID330×60材料为A335P91、接管座材料为A335P91、规格φ95×25/φ62×10、温度套管材质也为A335P91；接管座与主蒸汽母管角焊缝、温度套管与接管座焊缝均为锅炉厂内焊接）运行时间为6438h，热电偶套管泄漏时的负荷为230MP，主蒸汽温度为568℃，主蒸汽的压力为23.2MP。

2017年09月07日03时40分巡检人员发现1号锅炉主蒸汽管道热电偶套管处有轻微刺汽异音，经排查分析后初步判断为热电偶套管出现泄漏，立即组织落实相关安全隔离措施：并将1号炉右侧8、9、10层区域进行隔离并密切监视泄漏变化。

1号机组于09月18日03时20分系统解列停机，拆除后进行磁粉检测，发现热电偶套管出现了裂纹。

1 原因分析热电偶套管开裂的主要原因是由于热电偶套管的三角锥部位在安装过程中没有与管道内壁卡紧，并且在长期的高温高压运行环境中发生碰撞，拆除热电偶有明显的痕迹。

同时由于起支撑作用的凸台脱离出主蒸汽管道的内壁，凸台无法起到支撑套管的作用。

锅炉运行时高速流动的蒸汽横向冲刷热电偶套管，造成其在管道内的高频振动，进而使套管尾部退刀槽根部位置出现金属疲劳裂纹导致热电偶连接处泄漏。

73中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.03 （下）1 案例分析本文以南方某公司的检验报告为例，该公司在进行电锅炉压力管道的检测中发现，5#炉的主蒸汽管道出现了长度为75mm 的裂纹，裂纹的位置处于支吊架下方的覆板上。

其次相关工作人员再对覆板和主蒸汽管道的具体细节进行排查，发现两者接风处的焊脚尺寸误差约2mm 以上，并且在焊趾线上断断续续布有咬边，在这次检查中发现，焊接的质量并不符合相关规范标准。

按照《火力发电厂焊接技术规程》的条例，工作人员对出现裂纹的位置准备先通过打磨然后再进行后续的焊补工作。

通过对裂缝的打磨发现，裂纹不管在长度还是深度上都已经不能再修复，由于其已经延展至母材，工作人员准备对整个覆板进行拆卸。

在拆卸工作完成后发现覆板的周围以及与母材的连接处同样出现了长度不同深度各异的裂纹，通过精细检测后发现其中最长的裂纹有250mm，最深的裂纹有7mm 。

根据《压力管道安全管理与监察规定》中的相关规范要求，这样的管道不能再继续使用，必须进行专业的检修。

为了确保修复过的管道能够正常使用防止再出现裂纹，先对其原因进行分析然后提出相关的处理对策。

（1）锅炉资料检查。

出现管道裂缝电锅炉的型号为HG220 /100 -10，主蒸汽管道的规格为273mm×28mm，其覆板的厚度为12mm ，锅炉的预设压力为9.81MPa ，预设温度为540℃。

除了缺少管道覆板的热处理情况、外观检查情况和无损检测情况以外其他资料都基本具备。

（2）锅炉运行记录检查。

该炉开始投运时间为1990年8月，累计运行时间总计12.7万h，并对相关的运行记录进行核查，检查发现锅炉蒸汽入口的运行压力参数均符合规范要求，没有超温或超压的记录。

2 主蒸汽管道原材料及焊缝调查（1）化学成分调查。

首先检测人员对管道以及覆板的化学成分进行了相关的检测，其管道和覆板的化学成分及材质均符合相关规范要求，并且通过对接缝的材质检测可以发现，其所用的焊条无论在焊接方式还是化学材质上也均符合规范要求。

文章编号：2095－6835（2015）01－0151－02#3机组主蒸汽管道温度套管开裂原因分析及处理措施李 勇（安徽淮南平圩发电公司金属实验室，安徽淮南 232089）摘 要：通过分析蒸汽管道温度套管开裂的原因，提出了可靠的处理措施，以期为类似隐患部位提供检查和处理方案。

关键词：蒸汽管道；温度套管；焊缝；单面角焊中图分类号：TG441.7 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.01.1511 事件详情在2011-07-29T18：00的运行巡检中发现，#3机汽机房0 m 主蒸汽管道保温层部内有滴水现象，拆除保温层后发现，温度套管根部焊缝处存在裂纹，立即停机处理。

#3机组在2007-03-19投运，2011-08-03因主蒸汽母管温度套管焊口开裂被迫停运，累计运行约 33 545.27 h。

2 原因分析2.1 结构因素因温度测点套管为锥体，主汽管开孔的接触面厚15 mm，导致该焊缝形式为单面角焊，焊缝结构为不焊透结构，且因坡口角度较小，焊接时焊条难以摆动，极易产生焊层未融合或坡口黏合，进而在振动应力的作用下导致缺陷开裂。

因温度测点伸入管内部分为锥状，在焊缝根部形成尖角，造成应力集中，这是降低焊接接头疲劳强度的主要原因，裂纹会在机组长期运行的过程中扩展，进而导致焊缝开裂。

2.2 焊接应力作用套管座焊缝形成后，构成一个封闭回路，称为“封闭焊缝”。

封闭焊缝是在较大的限制下焊接的，因此，内应力比自由状态时更大。

切向应力σq会在焊缝附近时达到最大，即拉应力，并会由焊缝向外侧逐渐下降为压应力。

如果由焊缝向中心作用，则σq会形成均匀值。

2.3 角焊缝的影响在各种焊接结构中，角焊缝造成的应力集中是最严重的。

在出现裂纹的接管座中，温度测点套管与蒸汽管道或导汽管直接角焊相连，由于管道内的高温、高压蒸汽具有介质作用力和存在介质流动现象，导致套管产生一定的振动，进而产生振动应力，使接管座中原先就存在应力集中的角焊缝更易产生疲劳开裂，甚至延伸至整圈，并由内向外裂至焊缝外表面。

《装备维修技术》2021年第13期锅炉检验中裂纹问题及预防措施张丽君 （河南省锅炉压力容器安全检测研究院漯河分院，河南 漯河 462000）摘 要：锅炉是常用于能量转化的民生设备，属于日常使用的特种设备。

锅的原意是指烧水的容器，炉是指燃烧的设备，锅炉有能够将包含其他能量能化学能转化为热能，从而将水烧热，制造热蒸汽等作用。

锅炉作为人们日常生活中的常用设备，保证使用它的安全性和稳定性是我们要钻研的重要课题。

基与此，本文就锅炉检验中裂纹问题展开探讨并研究其预防措施。

关键词：锅炉设备；裂纹问题；预防措施1 锅炉检查和维护的重要性锅炉通过将其他形式的化学能通过高温高压等方式转化为热能、热蒸汽等便于使用的能量。

传统锅炉是通过燃烧木炭、煤炭等储能物质将能量转化为热能以供人们日常需要，传统锅炉、排放污染严重、易损易坏，从能量转化效率来看，传统锅炉能量转化效率也较低，在人们的日常生活中已经被逐步淘汰，随着现代科技的发展，锅炉已具备一定的制备模式，采取合金焊接、熔炼等方式制作耐用性强、安全性高的现代化锅炉。

社会经济不断腾飞发展，人民生活质量也随之提高，从而对锅炉的数量要求也随之攀升，全国各地存在着数量非常庞大的锅炉设备。

部分锅炉设备运行燃料需要使用到石油、天然气等资源，锅炉设备如果出现安全隐患的话，轻则效率降低，提高成本，重则发生爆炸等严重事故。

定期对锅炉进行检查，查验锅炉是否出现裂纹、锅炉的壁厚是否符合安全要求、锅炉的耐热耐压性是保证锅炉设备使用安全的必要措施，也是保障国家、人民财产安全的严格要求。

为更好的提升锅炉设备质量，提供更加稳定、安全、高效的民生设施，对锅炉设备裂纹进行检验和预防具有重要的现实意义。

2 导致锅炉出现裂纹的原因2.1 锅炉出现裂纹分为以下几种裂纹：2.1.1锅炉制造时存在的焊接裂纹在前期的锅炉设备制造中，锅炉设备的制造细节要求比较严格，但国内大多数锅炉设备制造技术性人才较为稀缺，在基层人员方面，大多是外来招募工人，没有经过专业的考察，在人员的技术上存在层次不齐的状况；在管理人员方面，高水平高技术人员空缺，导致企业中没有招募到合适的人员为生产制造提供专业知识，许多人只有技术但是在人员管理方面差强人意。

电站锅炉管焊缝开裂原因分析及建议摘要：电站锅炉“四管泄露”是造成火电机组非计划停运的最重要因素之一，根据某集团统计，“四管泄露”占机组非计划停运51%，其中焊缝裂纹造成的泄漏占比26.8%，成为影响机组安全稳定运行，保障供电安全的主要因素。

因此深入分析锅炉四管泄露原因，制定对应防控措施，显得尤为迫切。

下面对某电厂锅炉再热器服役后对接焊缝开裂泄露原因进行分析并提出预防控制措施。

关键词：电站；锅炉管；焊缝开裂某电厂锅炉是亚临界中间一次再热自然循环汽包炉，炉型为HG1025/17.4-YM28，型布置，单炉膛平衡通风，四角切圆燃烧，固态排渣。

锅炉主要参数如下：最大蒸发量1025t/h，过热器出口蒸汽温度541℃，过热器出口压力17.40MPa，再热蒸汽进/出口温度330/541℃，再热蒸汽进/出口压力3.917/3.737MPa，给水温度282.3℃。

该锅炉于2006年上半年投运，至2019年泄漏时累计运行9.1万小时。

发生泄漏的是屏式再热器夹持管，爆口位置位于炉膛右侧第12屏夹持管入口段标高41米处焊口处。

为分析屏式再热对接焊缝开裂原因，进行了宏观检查、硬度试验、金相组织分析等。

1 试验1.1 宏观检查及几何尺寸测量再热器管子材料为12Cr1Mo VG，规格为。

宏观检查管子外壁上侧母材焊缝熔合线附近存在沿圆周长约81mm的裂纹，约占整个管子周长的五分之二，管子内壁裂纹长度约为76mm，裂纹形貌如图1、2所示，由此可以判断裂纹起源于外壁，并沿周向向内壁扩展。

沿管样纵向剖开，裂纹由外壁熔合线附近产生，垂直于管样表面沿壁厚方向向内壁扩展。

图1 管样外观形貌示意图图2 管样内壁裂纹形貌用游标卡尺对管样壁厚和外径进行测量，数据表明焊缝两侧管样的壁厚未见减薄，外径未见明显胀粗。

1.2 化学成分分析对泄露口焊缝及母材取样进行化学成分分析，结果见表1。

分析结果表明化学成分符合GB/T 5310-2017《高压锅炉用无缝钢管》12Cr1Mo VG的技术要求。

石油化工设计Petrochemical Design2018,35(2)60 〜66 R營技术主蒸汽母管裂纹原因分析与处理皮伟(中国石油化工股份有限公司天津分公司，天津300271)摘要：通过梳理、总结近几年主蒸汽管道产生裂纹的部位及整改措施，并借助理化检验、电镜观察等技术手段做进一步分析，确认主蒸汽母管裂纹为再热裂纹，产生原因是由于管道在焊接过程中线能量较大，热影响区粗晶区晶粒严重长大，在随后的热处理过程中，由于回火温度不足，致使热影响区硬度偏高，且主蒸汽母管长期运行在再热裂纹敏感温度范围区间，在应力集中的部位发生了再热裂纹开裂。

针对上述原因，在后续检修过程中采取了有针对性措施加以处理，消除了安全隐患。

关键词：蒸汽母管12Cr1M〇V G钢再热裂纹支吊架d o i:10. 3969/j.iss n. 1005 - 8168.2018.02.017某石化企业热电部三期工程是100万$a乙烯配套装置之一，其主要任务是为该企业大项目工程提供超高压、中、电力。

母管于2009年7月投运，介质为超高压过热蒸汽，工作温度540 °C、压力11. 6M P a，母管材质为12Cr1M o V G 钢、规格（m m$ 为 *480x 50/*450X 48。

投运后，经检现多现，且2010年和2014年还曾出现裂纹的贯穿性故障，给安全生产的 。

1蒸汽母管焊口裂纹及其处理措施1$ 2010年首次发现裂纹。

4月5日，位于主蒸汽母管汽联4与联5之间的8号机一次门三通与直管的对接焊缝（60号焊缝$出现裂纹(1$，的部位为一次门三通与直管段对三通侧的线处。

为环向，穿性，已超过管道周长的一半。

为更的三通。

同时对母管的全部焊缝进行100%无损检测，共检测焊缝254道，发现缺陷焊缝35道，全部予以处理（其中补焊处理15道，打磨消除20道）&1'。

2$2012年大修期间检查情况。

大修期间，又对7号、8号机进汽管道的三通及弯头部位的进行了100%。

287所谓压力管道，指的是承受外压、内压的所有管道，不论管内有何种介质。

在管道中，压力管道是重要组成部分，能够发挥对液体的制止、控制、计量、排放、分离、混合、分配、输送等多种作用，包括阀门、垫片、螺栓连接、法兰、管件、管子、组成件、支承件、受压部件等。

因此，研究其对接焊缝的裂纹意义重大。

1 当前电站锅炉的压力管道概况经济的不断发展带动了电站锅炉的发展，其工作效率逐渐提高。

压力管道是电站锅炉中的重要承压设备，管道的参数也伴随电站锅炉发展而不断增加，这使得电站锅炉对于管道质量提出了更高的要求。

近些年，电站出现了很多压力管道的爆炸事故与失效问题，逐渐得到了业内人士对其质量监督的重点关注。

在压力管道中，合金高压锅炉管（12Cr1MoVg）是使用极为广泛的一种耐热管材，人们对于其焊接性能与材料性能展开了大量研究，使其理论发展逐渐趋于成熟，但是，电站的施工现场环境非常复杂，很难使合金高压锅炉管的施工得到理想效果。

在本文中，将某电站锅炉的压力管道产生裂纹当作主要案例展开分析与处理。

2 检验合金高压锅炉管的对接焊缝裂纹在该电站中，1号锅炉的过热器具有18Mpa的蒸汽出口压力，其过热的蒸汽温度是539℃，末级的过热器有两个三通在入口集箱部位，分别是炉右侧、炉左侧。

在后屏的过热器上，出口集箱的左右出口借助相应连通管连接到末级的过热器集箱。

连通管与三通的设计材料都是合金高压锅炉管，且连通管的规格是650毫米×85毫米。

通过进行末级过热器左三通和连通管的对接焊缝进行磁粉探伤工作，找到了三个横向的焊缝裂纹，裂纹横跨焊缝整体并逐渐向热影响区扩展。

又借助焊接接头、超声波探头的中心线对于焊缝两侧开展平行扫查，得出有一个裂缝达到54毫米深。

仅观察裂缝的外表面，发现表面为断续状，其开口比较大，而且端部也相对圆润。

随后，在现场使用坡口机将其解剖，发现这个横向的裂缝有57毫米的深度和61毫米的长度，如同焊缝中有刀片插入。

为了使检出缺陷率有效提升，先磨平焊缝的余高，对其进行超声波复检与磁粉探伤的操作，发现其表面有很多横向的密集裂纹存在。

热电厂主蒸汽管道焊口裂纹的处理及预防摘要：在2016年8月，中国石油化工股份有限公司天津分公司热电部对二电站主蒸汽管道进行了全面检测，并发现多处焊口裂纹。

本文在确认焊口裂纹产生原因的基础上，结合现场检修情况，对施工处理过程进行了详细说明。

同时通过查阅相关资料，从生产实际出发，提出了预防裂纹产生的措施与建议。

关键字：焊口裂纹；坡口加工；焊接工艺；热处理；预防措施热电部二电站主蒸汽管道检修是2016年大修的重点项目之一，由于汽机车间主蒸汽管线长期运行，在大修之际热电部对主蒸汽母管进行了磁粉检测和超声波检测，发现部分焊口出现裂纹。

经检测人员现场勘查确认，主蒸汽管道焊缝靠近母材融合线附近出现若干裂纹。

相关专家对裂纹产生原因分析为：由于焊缝两侧母材厚度差超标造成应力集中、焊缝中有脆性层、管道滑动支架失效以及焊接后热处理温度、时间未严格执行热处理工艺，从而在运行期间产生了由于应力过度集中而造成的由外向内扩散的裂纹。

图1 焊口裂纹图2 导向支架失效主蒸汽管线工作压力为11.6MPa，温度为540℃，压力管道级别为GD1，管道材质为12Cr1MoVG，铬钼耐热钢焊接工艺要求严格，焊缝需100%无损检测[1]，热处理和硬度检测及成线性检测（光谱分析）。

施工单位首先对存在缺陷的焊口进行反切口试验、阀门削薄实验、阀门侧焊接坡口制备试验，为制定施工方案提供依据。

施工方案完成审批后，修复施工正式开始。

1 施工工序简介2 对主蒸汽管道的初步处理2.1完善π型弯补偿器对#1、#2固定支架间的π型弯补偿器进行加长，增加π型弯补偿器的补偿能力。

2.2 修复支吊架按设计要求重新调整吊架；对固定支架固定面焊口裂纹进行挖补处理；对导向支架进行修复，恢复应有功能。

2.3 焊口缺陷部位处理针对此次主蒸汽母管检测结果发现，焊口缺陷部位主要集中在阀门与直管、三通与直管对焊焊口部位，经专家组讨论研究，将施工方案定为切断处理与不切断处理。

由于焊口经过2次焊接及热处理，对材质的力学性能及使用性能影响较大，因此焊接及热处理的质量一次成功至关重要。

火电厂过热蒸汽管道温度套管开裂分析与处理摘要：某火力发电厂过热蒸汽管道温度测点套管在运行过程中开裂，导致蒸汽外泄，严重危及人身及设备安全。

本文对过热蒸汽管道温度测点套管的开裂原因进行系统的分析，得出结论，以供同类型温度套管在相似工况下的应用作参考。

关键词：温度套管、开裂、汽流、振动引言在火力发电厂中，热电偶在测量高温高压介质方面已得到了广泛的应用，热电偶温度套管起到了保护温度计的重要作用，针对具有防腐蚀、高温、高压、易爆炸、易燃烧等危险因素的测量介质，热电偶不能直接接触，这时保护套管的作用就显现出来了。

使用热电偶温度套管是为了保护里面的测温元件，也是为了检修方便，它可以有效地保护双金属温度计可靠、稳定的工作。

1.概况：某电厂1号锅炉为东方锅炉股份有限公司生产的超超临界参数锅炉，型号为DG1900/25.4-Π2，过热器出口蒸压力25.4 Mpa，过热器出口蒸汽温度571℃，过热蒸汽流量1950.2 t/h。

该锅炉于2008年1月正式投入商业运行，迄今运行已超过8万小时。

2021年1月28日发现过热蒸汽管道温度测点套管处（热电偶）有蒸汽漏出。

后停炉检查发现温度套管根部存在环向开裂现象。

1.设备概况：某电厂1号锅炉主蒸汽管道规格Φ419.1×75mm，材质 SA335P91，运行温度为571℃。

热电偶套管焊接在主汽管道的管座上，材质与母材管道相同，外形尺寸详见图1。

图1三、原因分析：3.1宏观检验分析图2为开裂断口的宏观图片，从图片可以看出贯穿性的断口占套管整个横截面的三分之一左右（为便于检验，其余未断裂部分进行人工处理），裂纹从套管的外边开始形成，白色箭头处为裂纹最初形成的区域，红色箭头为贯穿后蒸汽冲刷的痕迹。

图23.2光谱化学分析根据“GB/T 4336-2016 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析法”，采用德国Foundry Master台式真空火花发射光谱仪对温度套管进行材料化学成分分析，结果如表1所示。

热电偶套管断裂原因分析及应对措施作者：王川川杨霖张奎严来源：《硅谷》2014年第10期摘要采用化学成分分析、金相分析、宏观与微观断口分析等方法，对某炼油厂常减压装置工艺管线热电偶套管的断裂原因进行了分析，针对断裂原因，对目前在此套装置内部分热电偶的使用安全性进行了分析，并提出整改的建议以减少类似事故的发生。

关键词热电偶套管；断裂；原因分析；处理措施中图分类号：TH811 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0174-01某炼油厂550万吨/年常减压装置自2006年开车以来，共发生两次热电偶套管断裂，造成停车事故。

热电偶垂直安装在管线三通后约300 mm处，套管插入长度约150 mm，断掉长度约250 mm，原油流速在1.15～1.68 m/s之间，流动状态为匀速流动，温度为210～220℃，压力约1 Mpa。

因原油较轻，换热到此温度后，原油部分气化，呈汽液两相、湍流状态。

原油硫含量及氯离子含量未作分析。

通常硫含量为0.5%，氯离子含量为1.68 mg/l原油。

为判断热电偶保护套管断裂原因，委托中国科学院金属研究所进行管材化学成分、金相组织及断口的宏观形貌检验分析，以确定断裂原因，防止类似事故的再次发生。

1 宏观分析保护套管断裂位置在套管与带丝扣管座的焊接处，断口平整，无明显的塑性变形，呈脆性断口，见图1。

在主断口附近还可见次裂纹的存在。

观察残留的热电偶保护套管的外表面，其表面粗糙，有较深的加工痕迹。

图1 保护套管断口的宏观形貌2 化学分析在套管上取样，依据GB/T16597-1996，使用光谱仪分析化学成分，结果见表1。

通过与几种奥氏体不锈钢的标准化学成分比较发现，其材质符合0Cr18Ni9钢的国家标准，而非含Ti的奥氏体不锈钢（Ti的含量很低）。

含Ti的奥氏体不锈钢，由于加入钛，具有一定的抗晶间腐蚀能力。

碳的含量降低可以进一步提高其耐蚀性[1]。

表1 热电偶套管的化学成分（w/%）元素 C Si Mn P S Cr Ni Tiwt% 0.066 0.39 0.80 0.030 0.005 18.21 9.053 金相分析从残留的热电偶套管上分别取带断口及焊缝的纵向和横向金相样品。