丁海龍

摘要：本文通過過熱器二級減溫器噴嘴管座缺陷的原因分析和處理，通過對減溫器噴嘴管座出現(xiàn)裂紋的原因進(jìn)行分析，并對照陡河廠實際工作，總結(jié)了類似缺陷的處理經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：減溫器管座裂紋缺陷原因分析處理經(jīng)驗總結(jié)

中圖分類號：C35文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

0引言

在陡河電廠6號機(jī)組大修中，發(fā)現(xiàn)過熱器二級減溫器的噴嘴管座處存在多處徑向裂紋。類似缺陷時有發(fā)生，現(xiàn)就該類缺陷的產(chǎn)生原因和處理方法加以分析和總結(jié)。

1設(shè)備概況

陡河電廠6號鍋爐是哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG—670/140—9型一次中間再熱的單汽包自然循環(huán)鍋爐，于1984年12月底投產(chǎn)，其一次氣溫調(diào)節(jié)采用二級噴水減溫進(jìn)行調(diào)節(jié)。一級減溫器設(shè)在前屏過熱器與后屏過熱器之間，二級減溫器設(shè)在對流過熱器的冷段與熱段之間，兩者共同對主蒸汽的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

二級減溫器由內(nèi)外套筒與噴嘴組成，額定噴水量為11.5T/H，二級減溫器筒身Φ368 mm×45mm/70 mm，總長度為10050 mm（由Φ368 mm×70 mm、長3230 mm的10GrSiMoV7的管和Φ368 mm×45 mm、長6820 mm的12Gr1MoV的管兩端焊接而成），內(nèi)套管為Φ220 mm×6 mm長3330 mm的12Gr1MoV管。噴嘴的規(guī)格為Φ42 mm×5 mm，其材質(zhì)為12Gr1MoV，在噴嘴的一側(cè)開48個Φ4 mm的噴水孔。

噴嘴與內(nèi)外筒壁的連接結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，減溫水進(jìn)入減溫器的噴嘴后，從端部的48個小孔噴出，其方向與氣流方向相同，這樣蒸汽將水流破碎成霧狀，使水更迅速更均勻的吸收蒸汽熱量汽化，從而起到降低蒸汽溫度的作用。

圖1-1 減溫器噴嘴結(jié)構(gòu)

2管座焊縫缺陷情況

6號機(jī)組過熱器二級減溫器噴嘴管座磁粉檢驗后，發(fā)現(xiàn)缺陷，切割減溫器噴嘴管座焊縫，發(fā)現(xiàn)在切開后的外筒壁有多處徑向裂紋和貫穿筒壁的裂紋，隨即對幾處較長的裂紋進(jìn)行打磨，觀察裂紋深度等情況后，進(jìn)行滲透檢測，結(jié)果如圖2-1所示。用內(nèi)窺鏡檢查管座周圍的外筒內(nèi)壁，未發(fā)現(xiàn)較大或分布較密集的裂紋。

圖2-1 聯(lián)箱管座著色探傷圖

3產(chǎn)生缺陷的原因

3.1 工作環(huán)境

噴水減溫器處在高溫蒸汽與低溫減溫水的混合部位，尤其是噴嘴周圍。額定工況下，二級減溫器入口蒸氣溫度為507℃，而減溫水溫度為160.4℃，兩者溫差近350℃，噴嘴處在冷熱交變的環(huán)境中，受到熱應(yīng)力的長期作用，極易引起“熱疲勞破壞”。從理論的角度，裂紋是由于金屬內(nèi)部冷熱不均、溫差較大、引起金屬內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，長時間作用，金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞而形成的。

該減溫器已運行近26年，長期處在冷熱兩種流體匯流的狀態(tài)下，僅熱脹冷縮的熱應(yīng)力就會對金屬材料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大影響。

3.2 管道振動

減溫水供水管道運行中發(fā)生的長期振動，也會對聯(lián)箱管座產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力積蓄到一定程度時，會和熱應(yīng)力的作用累加，加劇熱疲勞破壞的發(fā)生，從而引起裂紋的發(fā)生。

3.3減溫器使用不當(dāng)

減溫器使用不合理，如低負(fù)荷時投減溫水，則容易使減溫水不能快速、及時霧化而噴濺在減溫器內(nèi)套筒上，使內(nèi)套筒的熱應(yīng)力增加。減溫水閥門內(nèi)漏，則減溫器一直處于投運狀態(tài)，也會在一定程度上加大減溫器內(nèi)套筒的熱應(yīng)力，從而加快裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展。

3.4焊接及熱處理質(zhì)量不合格

焊接時如果質(zhì)量不合格，或者熱處理不當(dāng)，則會使焊縫硬度變大且殘留較大的焊接應(yīng)力，晶粒粗大，影響焊縫的使用壽命，設(shè)備運行后，在交變熱應(yīng)力的影響下，導(dǎo)致焊肉及相連母材處產(chǎn)生裂紋。

3.5通過對現(xiàn)場及相關(guān)資料進(jìn)行的檢查，該缺陷發(fā)生的根本原因就是長期處在交變熱應(yīng)力的環(huán)境中引起的熱疲勞破壞。

4缺陷的處理

經(jīng)多次分析研究，決定對該處的裂紋進(jìn)行打磨，觀察裂紋發(fā)展情況，并同內(nèi)窺鏡檢查外筒內(nèi)壁的裂紋情況，如果在其他部位很少且無較大裂紋，并且此處裂紋延伸長度可以切除掉，則要用角向磨光機(jī)等將裂紋部位挖除，對挖除部位堆焊填補(bǔ),在距焊接點300mm處進(jìn)行焊前預(yù)熱,加熱溫度250—300℃,焊后熱處理。

經(jīng)過多次打磨、探傷，最終將管座處裂紋全部挖掉，見圖4-1，裂紋焊前預(yù)熱和堆焊填補(bǔ)，對堆焊后的管座著色結(jié)果見圖4-2。將著色后發(fā)現(xiàn)的細(xì)小裂紋再進(jìn)行挖除補(bǔ)焊后，按焊接工藝對管座立焊縫進(jìn)行焊接和熱處理，焊縫著色結(jié)果見圖4-3，射線探傷結(jié)果無異常。

圖4-1聯(lián)箱管座挖除過程中圖4-2 聯(lián)箱管座堆焊后著色結(jié)果

圖4-3噴嘴管座立焊縫焊接后著色結(jié)果

5 經(jīng)驗總結(jié)

通過此缺陷的分析和處理，可以從中汲取有益的經(jīng)驗和教訓(xùn)，現(xiàn)總結(jié)如下，以便今后的工作的借鑒。

5.1加強(qiáng)焊接全過程的工藝和質(zhì)量管理

焊接及其熱處理是過熱器二級減溫器噴嘴管座缺陷處理質(zhì)量的重要保證。在此次缺陷處理過程中，從焊前準(zhǔn)備到焊接和熱處理，焊接工藝中均有明確描述，嚴(yán)格按照焊接工藝進(jìn)行焊接和焊前后熱處理，及時進(jìn)行打硬度和射線檢查，保證焊接質(zhì)量。

5.2加強(qiáng)備件質(zhì)量管理

備件質(zhì)量的可靠是檢修質(zhì)量和設(shè)備良好運行狀態(tài)最有利的保證。陡河電廠通過自己幾十年的實踐已經(jīng)形成了一套行之有效的備件質(zhì)量管理體系。這點從現(xiàn)場穩(wěn)定的設(shè)備運行狀態(tài)和過熱器二級減溫器能夠數(shù)十年穩(wěn)定運行就可體現(xiàn)。

5.3提高檢修質(zhì)量和運行水平，確保減溫器狀態(tài)良好

通過對減溫水聯(lián)箱管座裂紋缺陷的分析過程可以了解，陡河廠的檢修管理通過三級驗收的質(zhì)量管理體系，已經(jīng)基本上滿足修必修好的要求。杜絕了減溫水閥門的內(nèi)漏，避免了減溫水由于設(shè)備缺陷自投運現(xiàn)象的發(fā)生，從一定程度上延長了減溫器的使用壽命，陡河電廠的發(fā)電部已經(jīng)形成一套合理、有效設(shè)備運行方式，從制度上保證了減溫器的合理正確的使用。

5.4加強(qiáng)壽命管理和設(shè)備劣化分析

通過本次缺陷的分析和處理，認(rèn)為做好設(shè)備的壽命管理和劣化分析是十分必要的。無論從減溫器的設(shè)計使用壽命還是從其實際使用時間考慮，20多年的使用年限已經(jīng)是很長，需要加強(qiáng)檢查的廣度和深度。從過熱器二級減溫器聯(lián)箱管座延伸至其他各個設(shè)備，要針對其易出現(xiàn)的劣化傾向特征進(jìn)行監(jiān)控檢查，爭取做到逢停必檢，把握好其劣化規(guī)律。力求做好壽命管理分析，做到及時、有效的維修管理。

參考文獻(xiàn)：

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