台山电厂6号锅炉T23水冷壁管焊后易产生裂纹的解决方案
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锅炉水冷壁管开裂泄漏现象分析锅炉水冷壁管开裂泄漏现象分析锅炉是工业中应用广泛的重要设备,用于产生高温高压水蒸气,驱动发电机发电。
锅炉中的水冷壁管是承受高温高压水蒸气的重要组件,其质量的好坏直接影响锅炉的安全运行。
然而,由于种种原因,水冷壁管有时会出现开裂泄漏的问题。
本文将分析锅炉水冷壁管开裂泄漏现象的原因和解决方法。
一、锅炉水冷壁管开裂泄漏的原因1. 腐蚀水冷壁管经常接触高温高压水蒸气,在这种情况下容易受到腐蚀。
当冷却水中的氧气和二氧化碳达到一定浓度时,会形成酸性物质,对水冷壁管进行腐蚀。
水中含有的硫、氯等元素也会加剧腐蚀的情况。
长期的腐蚀会使水冷壁管的壁厚变薄,导致开裂泄漏现象。
2. 温度过高锅炉工作温度较高,水冷壁管在高温下受热膨胀,收缩后细微的裂缝可能会扩大,最后导致开裂泄漏。
3. 材质不好水冷壁管的材质直接影响其质量,材质不好的水冷壁管可能会在高温和高压的情况下出现脆性断裂,从而引发开裂泄漏问题。
二、锅炉水冷壁管开裂泄漏的预防和解决方法1. 加强腐蚀防护加入氨水、醋酸钠等化学药剂,调节水中的PH值,减少酸性物质的形成,降低腐蚀的发生率。
2. 控制温度在设计锅炉时应该严格控制水冷壁管的工作温度,避免其超过材料所能承受的最高温度。
同时在锅炉的运行过程中,应该定期检测水冷壁管的温度和热膨胀变形情况,及时对可能出现的问题进行处理。
3. 改进材料选择在生产水冷壁管时,应该选择材质优良的钢管生产厂家,并且随时检查生产过程中的质量,避免在生产中出现质量问题。
同时在使用过程中,应该监控水冷壁管的材质和质量状况,定期更换老化的管材。
4. 采用新技术目前,有许多新的技术可以用于处理锅炉水冷壁管开裂泄漏问题。
例如,可以采用无损检测技术,对水冷壁管进行定期检测,及时发现问题并处理。
还可以采用抗腐蚀、抗高温的新材料生产水冷壁管,降低其开裂泄漏的风险。
总之,锅炉水冷壁管开裂泄漏是一个常见的问题,对于工业生产的安全和环境保护都有着重要的影响。
电厂锅炉管道焊接存在问题分析与解决策略一、问题分析电厂锅炉管道焊接作为关键部分,一直是电厂运行安全和效率的保障。
在实际生产中,仍然存在一些问题,如焊接质量不过关、焊接接头出现开裂、焊缝腐蚀等。
这些问题严重影响了电厂锅炉的正常运行,因此需要对其进行分析和解决。
1. 焊接质量不过关焊接质量不过关是导致问题的主要原因之一。
焊接过程中,操作人员的技术水平和经验对焊接质量有着重要影响。
在实际生产中,存在操作人员技术水平不高的情况,导致焊接质量不稳定的问题。
2. 焊接接头开裂焊接接头开裂是另一个常见的问题。
焊接过程中,由于材料的热应力,焊接接头容易发生开裂。
焊接接头周围的温度变化也会引起焊接接头开裂。
3. 焊缝腐蚀焊缝腐蚀是电厂锅炉管道焊接存在的另一个问题。
焊缝腐蚀会导致管道的泄漏,严重影响电厂的运行安全。
二、解决策略针对上述问题,可采取以下解决策略:1. 加强操作人员培训针对焊接质量不过关问题,可以加强操作人员的培训,提高其技术水平和经验。
可通过邀请专业焊接工程师对操作人员进行培训,传授焊接的基本知识和技术要点。
培训内容可以包括焊接工艺、焊接材料的选择、焊接参数的调整等,以提高操作人员的综合素质。
2. 优化焊接工艺为了减少焊接接头开裂的问题,可以优化焊接工艺。
要合理控制焊接温度,尽量避免温度过高或过低。
选择合适的焊接电流和电压,以降低焊接过程中的热应力。
进行适当的预热处理,以减少焊接接头周围的温度变化。
为了解决焊缝腐蚀问题,可以加强焊缝的防腐蚀措施。
确定合适的防腐蚀涂层和材料,以提高焊缝的抗腐蚀性能。
加强日常的检查和维护工作,定期对焊缝进行防腐蚀处理,以防止腐蚀的发生和扩大。
4. 引进自动化焊接设备为了提高焊接效率和质量,可以考虑引进自动化焊接设备。
自动化焊接设备可以实现焊接过程的自动化控制,提高焊接质量的稳定性和一致性。
也可以减少操作人员的劳动强度,提高生产效率。
5. 加强质量管理体系建设为了保证焊接质量,可以加强质量管理体系建设。
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。
电站锅炉水冷壁管子焊缝开裂原因分析摘要:随着国家节能减排战略的实施,我国已投产和在建的超超(含高效超超)临界机组规模均居世界首位,标志着我们在超超临界火电技术领域有了跨越式的发展,火力发电技术与国外缩短了30a~40a,达到国际先进水平。
但随着超超临界运行机组的增多,运行时间的延长,水冷壁早期失效、爆漏问题逐渐显现并越来越突出,某些电厂甚至因此而频繁非计划停运,成为影响超超临界机组安全稳定运行的重要因素。
关键词:电站锅炉;水冷壁;焊缝开裂;原因分析引言超临界锅炉的结构与传统汽包锅炉结构有所不同,其中超临界锅炉水冷壁结构为垂直管圈+螺旋管圈布置,可以增加水冷壁受热面积,提高蒸汽转化效率。
但这种布置形式也带来诸多问题,螺旋管圈水冷壁垂直方向承载能力较弱,较大的自重及外载会造成水冷壁的破坏,需要对其结构进行加强。
张力板结构是加强螺旋管圈水冷壁承载能力的重要部件,其主要通过槽钢块等结构将螺旋管圈水冷壁载荷传递至它处,并起到固定的作用。
但这种螺旋管圈水冷壁的设计使其焊接结构及受力情况变得复杂,处理不当容易发生开裂事故。
1.水冷壁管概念水冷壁管是分布在锅炉炉膛四周的主要受热部件,其作用是吸收炉膛中高温火焰和烟气的辐射热量,使管内产生蒸汽和热水,降低炉墙温度并保护炉墙。
不论是从降低能耗角度,还是从减少CO2排放角度,均需要不断提高火电机组的热转换效率。
换句话说,需要不断减小管径以增大受热面积,最终达到提高机组热转换效率的目的,这就需要将水冷壁结构做的更大更薄。
但这同时对水冷壁管材料的高温耐蠕变性能提出了更高的要求。
2.电站锅炉水冷壁管子焊缝开裂原因分析2.1金相组织分析远离爆口边缘的向火侧内壁存在较多的腐蚀坑,但腐蚀坑的深度较浅,金相取样上发现的最深腐蚀坑约186μm,腐蚀坑底部未发现明显的脱碳和微裂纹;近外壁的金相组织为典型的铁素体+珠光体,且组织无明显的球化特征,未发现明显的脱碳和微裂纹。
断口截面主要为沿晶断裂特征,在断口附近靠近管子内壁侧显微组织中还存在大量的沿晶微裂纹,并伴有明显的脱碳现象,且越是靠近管子内壁侧,脱碳越明显,微裂纹也越多;稍远离断口边缘的管子内壁也能看到明显的脱碳和微裂纹。
锅炉水冷壁爆管的现象及处理措施锅炉水冷壁爆管的现象及处理措施【引子】在锅炉运行过程中,水冷壁爆管是一个常见的问题。
当锅炉水冷壁内部受到过热的水蒸汽冲击时,壁面会发生破裂,导致爆管。
这不仅会影响锅炉的正常运行,还可能造成严重的安全隐患。
为了解决这一问题,本文将深入探讨锅炉水冷壁爆管的现象及应对措施。
【定义】我们需要明确水冷壁的概念。
水冷壁是锅炉中用于传导热量的一种设备,由一系列垂直的水管组成。
当高温燃烧产生的烟气通过水冷壁时,热量被传递给壁面,同时水流冷却壁面,以防止过热。
【现象】1. 壁面开裂:在高温和高压下,锅炉水冷壁内的材料容易因过热和热应力而开裂。
这些裂纹最初很小,但随着时间的推移,裂纹会逐渐扩大,最终导致壁面的完全破裂。
2. 渗漏现象:当水冷壁开裂时,高压水蒸汽会从裂缝中渗漏出来。
这不仅会导致热效率下降,还可能对锅炉的其他设备造成冲击。
3. 水质变化:爆管导致热工性能下降,水质变差,容易导致供水管道和锅炉内部的堵塞问题。
这进一步加剧了管道爆管的风险。
【原因】1. 过热和热应力:当锅炉的供水温度过高或供水流量不稳定时,水冷壁内的温度会超过承受范围,产生过热和热应力,导致壁面开裂。
2. 水质问题:锅炉水冷壁的水质是发生爆管的另一个重要因素。
水中的氧气、盐分和杂质会导致壁面腐蚀和堵塞,进而引发爆管问题。
3. 操作不当:锅炉的正常运行需要严格控制供水温度、流量和压力等参数。
如果操作人员不慎,无法及时调整这些参数,就会增加壁面开裂的风险。
【预防措施】为了解决锅炉水冷壁爆管问题,我们需要采取一系列预防措施。
1. 严格控制供水温度和流量:操作人员应根据锅炉设计要求,合理调节供水温度和流量,以避免过热和热应力产生。
应定期检查和维护供水管道,确保其畅通无阻。
2. 水质处理和监控:锅炉水冷壁的水质对避免爆管问题至关重要。
定期进行水质测试和处理,清除水中的氧气、盐分和杂质,可以有效减少壁面的腐蚀和堵塞。
3. 加强设备维护:锅炉水冷壁的定期检查和维护是预防爆管的关键步骤。
水冷壁横向裂纹的原因及处理方法1. 水冷壁横向裂纹的成因水冷壁,顾名思义,就是用于冷却水的壁面。
可是,有时候这些壁面却会像冰雪消融时的河流一样,裂纹横生。
哎,这真让人头疼。
那么,水冷壁横向裂纹是咋回事儿呢?让我们一探究竟。
首先,裂纹的出现,很大一部分原因是水冷壁材料的老化。
就像人到了年纪,皮肤容易皱纹,这水冷壁的材料也是如此。
尤其是那些年头久了,没法定期维护的水冷壁,时间一长,强度就会下降,裂纹自然就来了。
而且,材料本身的质量也不能忽视。
如果当初选材时偷工减料,材料强度不够,裂纹那是必然的了。
其次,水冷壁的施工工艺也会影响裂纹的发生。
如果施工时不细心,比如焊接不牢靠,或者是接缝处理不好,也会导致裂纹的出现。
想象一下,建房子时工人没把墙壁砌好,结果墙面一阵风就开裂,这道理是一样的。
再有,水冷壁内部的温度变化也是一个大问题。
水冷壁在工作时,温度会有很大的波动。
温度一高一低,就像弹簧一样不断拉扯,久而久之,这种反复的“拉锯战”会使水冷壁的材料疲惫不堪,裂纹自然就出现了。
2. 横向裂纹的影响横向裂纹不仅仅是个美观问题,更重要的是它影响水冷壁的工作效率。
想象一下,如果水冷壁上有裂纹,就像你脸上的伤疤一样,不但难看,还可能带来不小的麻烦。
裂纹会导致冷却效果下降,进而影响整个设备的工作性能,甚至可能引发更严重的故障。
此外,横向裂纹还可能导致冷却水的泄漏,造成资源的浪费。
水冷壁如果有裂纹,那冷却水就可能从裂缝中流出,这不仅浪费水资源,还可能引发其他设备的损坏。
漏水问题严重的话,还可能导致安全隐患,真是“祸不单行”。
3. 处理方法要解决水冷壁的横向裂纹问题,首先得从源头入手。
材料方面,要确保使用高质量的耐热耐磨材料,这样才能延长水冷壁的使用寿命。
如果材料本身问题,裂纹是迟早的事儿。
施工工艺方面,得找靠谱的施工队伍,确保焊接和接缝处理到位。
再者,施工后要定期检查,发现问题及时修复。
其实,这就像我们平时看病一样,定期体检,及时处理问题,才能保持身体健康。
2021 年第2 期特 种 设 备 安 全 技 术· 5·电站锅炉管焊缝开裂原因分析及建议李小珍摘 要 电站锅炉四管泄露是造成机组非计划停运的重要因素之一, 为深入分析锅炉四管之一再热器管对接焊缝泄 露, 对某泄露管进行了宏观检查、 材料成分分析、 硬度试验、 金相组织分析和扫描电镜分析, 结果表明, 裂纹萌生于焊缝熔 合线附近粗晶区, 具有典型的沿晶开裂性质, 结合该钢材焊接特性焊接工艺, 分析认为裂纹性质是焊接再热裂纹, 通过合 理设置焊接预热温度, 优化焊接工艺, 改善服役管子应力状态, 有利于减少焊缝发生裂纹风险, 降低锅炉四管泄露率, 提高 机组运行安全可靠性。
关键词 再热器管 焊缝裂纹 原因分析 预防措施0 引 言电站锅炉 “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 [1]。
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。
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。
台山电厂6号锅炉T23水冷壁管焊后易产生裂纹的解决方案【摘要】因为T23钢的固有特性,使得其在用于锅炉水冷壁后由于检修工艺受现场条件限制不容易控制,容易产生再热裂纹。
本文通过通过对其裂纹产生的原因分析,制定了简单实用的检修工艺,并在台山电厂6号机组大修中实施了此工艺,取得了成功,为大型电厂锅炉T23水冷壁管焊后易产生裂纹找到了解决方案。
【关键词】T23 水冷壁管;焊接;裂纹;施工工艺0.概述广东台山电厂2×1000MW超超临界压力直流锅炉为上海锅炉厂设计、制造的3091t/h超超临界变压运行直流炉。
锅炉的水冷壁采用下部螺旋管圈和上部垂直管圈的形式,螺旋管圈标高39m以上及垂直管圈管材均为国产T23钢,锅炉受热面于2009年03月27日开始安,2010年02月11日完成锅炉水压试验,2011年3月29日10:08通过168h运行,移交生产。
1.T23钢水冷壁产生裂纹的原因分析台山电厂6号炉于2011年3月投入运行,至2012年8月停炉大修,共启停4次,累计运行时间约8490h,累计停炉时间4749h。
机组历次检修发现的水冷壁裂纹缺陷统计见图12012年8月机组停炉大修,大修中对T23水冷壁安装焊口射线检查7868道,共发现缺陷1289道(全部为垂直于焊缝的横向裂纹),缺陷率16.38%。
具体裂纹形状如图2裂纹原因分析。
T23(HCM2S)钢是在T22(2.25Cr-1Mo)钢的基础上吸收了102钢的优点改进的,600 ℃时其强度比T22高93%,与102钢相当,但由于C含量降低,其加工性能和焊接性能均优于102钢。
在一定的焊接工艺条件及焊前不预热、焊后不热处理的条件下,T23钢的焊缝和热影响区的硬度均低于350 HV10。
该钢中同时加入合金元素W、V和Nb,以弥补碳C含量降低对高温蠕变强度带来的不利影响。
W、V和Nb等都是沉淀强化元素,会增大再热裂纹倾向。
虽然可以取消焊后热处理,但该钢在一定的高温条件下仍有可能产生再热裂纹。
锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防措施
锅炉压力容器和压力管道的裂纹问题在检验中是非常重要的,因为裂纹的存在会对设备的安全性造成严重影响。
下面将介绍一些裂纹问题以及预防措施。
裂纹问题可能存在于锅炉压力容器和压力管道的焊缝、材料内部或外部。
这些裂纹可能是由于焊接过程中的冷淬或过度热处理等原因引起的,也可能是由于应力集中、材料疲劳或腐蚀等因素导致的。
不论裂纹是多大,都会降低设备的承压能力,增加设备的泄漏和破裂的风险。
那么,如何预防裂纹的产生呢?
合理的焊接工艺是预防裂纹的关键。
焊接时需要选择合适的焊接材料和焊接方法,并进行预热和后热处理。
预热和后热处理可以有效降低焊缝的冷淬和材料的应力,减少裂纹的产生。
需要注意材料的选择。
应选择耐高温、耐腐蚀的材料,并对材料进行严格的检测和评估。
如果材料的质量不合格,容易出现裂纹问题。
设备的使用和维护过程中需要注意对设备的监测和检查。
定期进行设备的内部和外部检查,检测设备是否存在裂纹或其他的损伤。
如果发现裂纹,需要及时进行修复或更换。
还需要加强人员培训和安全意识的提高。
设备操作和维护人员应具备必要的技能和知识,了解设备的压力容器和管道的特点,及时排除设备的隐患,保证设备安全运行。
锅炉压力容器和压力管道的裂纹问题是需要引起重视的。
采取合理的预防措施,可以有效减少裂纹的产生,保证设备的安全运行。
锅炉水冷壁管角焊缝裂纹成因分析及预防措施随着工业的发展,锅炉所承担的工作也越来越重要。
锅炉的可靠性对于工业生产过程的稳定性及效率有重要的保障作用。
锅炉的水冷壁管是锅炉中一个重要的组成部分,它承受了锅炉高温高压下的水蒸气作用。
在锅炉运行过程中,锅炉水冷壁管角焊缝的裂纹是锅炉运行安全的一大隐患,因此,对锅炉水冷壁管角焊缝裂纹的成因分析及预防措施研究具有重要意义。
一、成因分析1. 材料所致(a)板材质量差:板材工艺不良、锅炉水中含有污染物等,导致板材中存在内部缺陷和杂质。
在高温高压下,缺陷和杂质易于产生应力集中,热应力和机械应力的作用下,导致角焊缝处产生裂纹。
(b)板厚不同:若在同一排两端的水冷壁管中,两端厚度有一定差别,在焊接角焊缝时会产生过度的热量,会导致焊接处热应力集中,从而导致角焊缝处产生裂纹。
2. 焊接所致(a)热应力:在焊接过程中,由于高温热量的输入,使得角焊缝的焊接结构发生变化。
焊接结构的变化会对缝内残余应力和变形产生重要影响,从而导致角焊缝处产生裂纹。
(b)焊接质量不好:角焊缝的焊接质量不好是裂纹产生的重要因素,焊接表面存在夹渣、气孔等缺陷。
若出现焊接不均匀的情况,也会导致角焊缝处产生裂纹。
二、预防措施1. 材料的选择在锅炉建造时,应采用质量优异的钢板,杜绝板材中的缺陷和杂质。
同时,要保证板厚的一致性,尽可能减小板厚的差距,避免焊接造成热疲劳。
2. 焊接质量的保证在生产安全的前提下,保证焊接质量的好坏对于角焊缝的裂纹有着很大的影响。
优质的焊接是保证角焊缝无裂纹的好方法。
因此,要尽可能减少气孔及氢裂纹的产生,焊接结构应该对应实际情况设计,同时要及时清理焊接面的氧化物、锈迹等残留物。
3. 均匀冷却在锅炉运行过程中,角焊缝应该均匀进行冷却,避免子部位出现温度梯度,产生热应力,从而引发裂纹。
可采用改进管束结构、优化布局等方法来达到杜绝角焊缝裂纹的目的。
总之,锅炉水冷壁管角焊缝裂纹的产生是锅炉安全运行的重要隐患,对此的预防措施在锅炉运行过程中应得到充分的重视与有效实施。
台山电厂6号锅炉T23水冷壁管焊后易产生裂纹的解决方案
【摘要】因为T23钢的固有特性,使得其在用于锅炉水冷壁后由于检修工艺受现场条件限制不容易控制,容易产生再热裂纹。
本文通过通过对其裂纹产生的原因分析,制定了简单实用的检修工艺,并在台山电厂6号机组大修中实施了此工艺,取得了成功,为大型电厂锅炉T23水冷壁管焊后易产生裂纹找到了解决方案。
【关键词】T23 水冷壁管;焊接;裂纹;施工工艺
0.概述
广东台山电厂2×1000MW超超临界压力直流锅炉为上海锅炉厂设计、制造的3091t/h超超临界变压运行直流炉。
锅炉的水冷壁采用下部螺旋管圈和上部垂直管圈的形式,螺旋管圈标高39m以上及垂直管圈管材均为国产T23钢,锅炉受热面于2009年03月27日开始安,2010年02月11日完成锅炉水压试验,2011年3月29日10:08通过168h运行,移交生产。
1.T23钢水冷壁产生裂纹的原因分析
台山电厂6号炉于2011年3月投入运行,至2012年8月停炉大修,共启停4次,累计运行时间约8490h,累计停炉时间4749h。
机组历次检修发现的水冷壁裂纹缺陷统计见图1
2012年8月机组停炉大修,大修中对T23水冷壁安装焊口射线检查7868道,共发现缺陷1289道(全部为垂直于焊缝的横向裂纹),缺陷率16.38%。
具体裂纹形状如图2
裂纹原因分析。
T23(HCM2S)钢是在T22(2.25Cr-1Mo)钢的基础上吸收了102钢的优点改进的,600 ℃时其强度比T22高93%,与102钢相当,但由于C含量降低,其加工性能和焊接性能均优于102钢。
在一定的焊接工艺条件及焊前不预热、焊后不热处理的条件下,T23钢的焊缝和热影响区的硬度均低于350 HV10。
该钢中同时加入合金元素W、V和Nb,以弥补碳C含量降低对高温蠕变强度带来的不利影响。
W、V和Nb等都是沉淀强化元素,会增大再热裂纹倾向。
虽然可以取消焊后热处理,但该钢在一定的高温条件下仍有可能产生再热裂纹。
经对台山电厂6号锅炉水冷壁T23钢大量取样试验研究,结果发现台山电厂6号锅炉水冷壁T23钢再热裂纹非常敏感,敏感温度区间为580度-750度,最敏感的温度在630度附近,与传统的低合金耐热钢相比,虽然合金化改良使T23钢的冷裂纹敏刚性得到改善,但再热裂纹裂纹倾向明显增大。
台山电厂T23钢水冷壁泄漏主要集中在锅炉螺旋水冷壁四角焊接接头处,对该区域进行应力测试,从测试结果看,最高测点的最大应力达389MPa,已接近T23钢材料标准屈服极限下限,应力值最小测点为121MPa,其余测点的最大主应力值在200~300MPa,所测点应力值均偏高;测试证明T23钢的塑性储备能低、韧性差,焊接应力较高。
综合上述试验分析结果,台山电厂6号锅炉T23水冷壁焊接接头产生大量裂纹的原因为:由于台山电厂6号锅炉T23钢再热裂纹敏感,在对口焊接过程中对前道焊缝或者热影响区有高温回火的作用,导致前道焊缝或者热影响区产生晶间弱化的现象,并且部分晶间聚集大量孔洞。
另外由于T23钢含有多种强化元素,如Cr,Mo,V,W等均增加了材料的淬硬性,导致T23钢焊接接头塑性储备能低、韧性差,焊接应力较高,无法靠晶间或者晶粒变形来释放部分应力,锅炉在运行、启停过程中,T23钢焊接接头在焊接应力、热应力、介质应力等共同作用下,晶界逐渐产生裂纹最终导致焊接接头开裂泄漏。
既台山电厂6号锅炉T23管焊接接头裂纹性质为较大的综合应力引发的再热裂纹。
2.防止T23钢焊接接头产生再热裂纹施工工艺
为了防止再热裂纹发生,可从冶金因素和工艺因素2个方面入手解决。
就冶金因素而言,目前再建或已投产的机组确定不变,在T23钢化学成分也确定的情况下只有通过采取一定的工艺措施防止再热裂纹的产生与扩展。
工艺措施,目前从焊接工艺和热处理工艺两个方面入手解决。
2.1焊接工艺
(1)割管长度为500mm,特殊部位(角部或刚性梁等)割管长度至少不能低于200mm,管子的对口间隙应保持在2-2.5mm之间。
(2)T23焊口焊接采用全氩弧焊,焊接时选用的焊丝必须经工艺评定合格,焊接电流以焊接现场就地焊接点测量值为准,且焊接电流<130A。
(3)点固焊采用氩弧焊,点固焊位置在坡口跟部,因现场检查发现裂纹多在6点或12点位置发生,因此点焊固定位置应避开6点和12点的位置,为方便现场点焊和打磨工作方便,点焊位置确定在11(13)点或5(7)点钟位置,在打底层焊接至焊固点附近时,需将点固焊彻底打磨清除,焊接过程中注意打底层不得与点固焊拉边和搭接。
(4)焊接前做充氩保护,焊接前的预热温度为:150~200℃(目标值200℃)。
预热方法为氧气—乙炔中性火焰加热方法,预热的宽度从对口中心开始算,每侧不小于100mm。
火焰中心应在管子的轴向方向上均匀移动,以使管子能充分预热,管子的向火面和背火面应同时进行预热。
采用远红外测温仪或测温笔进行检
查预热温度,以确保焊前能达到所需的预热温度。
(5)对口焊道采用3层4道(盖面层2道),焊道与焊道之间必须要圆滑过渡,不允许产生沟道,焊接完成注意收弧质量,不允许产生缩孔,如产生缩孔,需要打磨清除并补焊,补焊工艺严格按工艺进行。
焊接过程中需将炉内、外侧打底层焊接完成后方可进行第二道的填充工作;同理,待炉内、外侧填充层焊接完成后方可进行第三层的盖面工作。
同一根管的焊接必须先焊接完成单侧焊口后才能进行另一侧的焊口打底焊接工作。
焊道对接处不允许选在6点和12点位置,且要盖过对接的落弧点,每个对接点不得在同一位置,即错位布置,焊接中如无选用高频电焊机,即无衰减功能时,焊道焊接结束前应向坡口处收弧,防止溶液不足导致焊道厚度减薄产生裂纹。