王宜華，王英全國家電投集團南陽熱電有限公司

#2爐主汽疏水管座焊縫頻繁泄漏原因分析

王宜華，王英全
國家電投集團南陽熱電有限公司

引言

南陽某電廠2#爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的超高壓、自然循環(huán)、單爐膛四角切園燃燒、一次中間再熱、平衡通風、半露天布置、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱、“π”型煤粉固態(tài)排渣爐，容量為210MW，型號為：DG670/13.7—20。2#機組于2008年6月15日投入商業(yè)運行，截止到2016年12月31日，累計運行58840h。

主蒸汽壓力為13.7MPa，主蒸汽溫度540℃；主蒸汽管道規(guī)格為Ф325*34，材質(zhì)為12Cr1MoV；主蒸汽疏水管規(guī)格為Ф28*4，材質(zhì)為12Cr1MoV。

1 過程概述

2015年7月15日，在#2爐小修中，對爐外管檢查發(fā)現(xiàn)#2爐甲側(cè)主汽疏水管座焊縫開裂，長度達半圈，但沒有裂透漏氣（如圖一所示），當時進行了割除重焊處理，于2015年7月29日#2爐并網(wǎng)運行。

2016年6月5日，在機組運行中開裂泄漏，因無法解列，采取了帶壓堵漏措施，從2015年7月29日#2爐并網(wǎng)運行至2016年6月5日只運行了11個月再次開裂泄漏。

2 原因分析

2016年9月停爐小修，首先對#2爐甲側(cè)疏水管現(xiàn)場位置情況進行了觀察，并和#1爐甲乙側(cè)、#2爐乙側(cè)疏水管進行了現(xiàn)場勘察、對比，發(fā)現(xiàn)#1爐甲乙側(cè)、#2爐乙側(cè)疏水管都是呈L型布置，如圖四所示，沒有被固定，能夠自由膨脹和收縮，并能隨主蒸汽管道一起進行自由橫向移動，只有#2爐甲側(cè)疏水因正下方有大梁受阻，鍋爐安裝時只能改變方向并且疏水管中間被卡子固定，如圖二所示，#2爐甲側(cè)疏水管結(jié)構(gòu)存在問題，在下行的疏水直管段，局部被U型卡固定，具有結(jié)構(gòu)不合理，膨脹受阻問題。當主蒸汽管道受熱膨脹、溫降冷縮發(fā)生位移后，主汽疏水管隨主蒸汽管道同步位移。但鍋爐鋼架上布置的“U”形管卡限制主汽疏水管自由膨脹和移動。當主蒸汽管道發(fā)生位移時，受限位卡拘束的疏水管不能同步位移而膨脹受阻。在啟停爐過程中，膨脹受阻的疏水管在低周疲勞高應(yīng)力作用下，將應(yīng)力轉(zhuǎn)移至根部，由于管座焊縫根部幾何突變存在局部應(yīng)力集中，強度不足，最終在附加橫向外力作用下產(chǎn)生疲勞裂紋，當裂紋發(fā)展到一定程度時，最終導(dǎo)致根部開裂泄漏。

停爐檢修期間，拆除保溫后對管座進行了觀察、分析，發(fā)現(xiàn)管座及管座焊接強度存在不足（原始管座如圖三所示），雖然不是要因，但是誘因，要求重新焊接時按規(guī)程要對管座進行焊接加強，并更換為加強管座，如圖六所示。2017年3月停爐檢修期間，對管座進行了跟蹤表面探傷檢查，無發(fā)現(xiàn)異常，至今運行良好。

3 結(jié)論

綜上所述，通過原因分析，本次#2爐主汽疏水管座焊縫頻繁泄漏的原因為結(jié)構(gòu)不合理，強度不足，膨脹不暢，導(dǎo)致根部應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋，最終裂透泄漏。

圖二

圖一

圖三

圖四

圖五

圖六

4 采取的措施及施工方案

（1）對主蒸汽管道、新安裝的加強管座、疏水管進行光譜分析，避免錯用管材。（2）制定焊接、熱處理工藝，嚴格執(zhí)行焊前預(yù)熱、焊后熱處理、焊接過程的施工要求，保證施工質(zhì)量。（3）焊接完成后及時進行焊后熱處理，保證焊接接頭的金相組織正常。（4）焊后進行著色和磁粉探傷，保證管座焊縫焊接質(zhì)量。（5）熱處理后對焊縫進行硬度檢測，測量值要求在規(guī)程規(guī)定范圍內(nèi)，對硬度不合格的焊口，必須重新熱處理。（6）將疏水管位置移至大梁另一側(cè)，并做成U字型，保證膨脹自由，如圖五所示。（7）將管座更換成加強管座，根部焊成倒圓臺型，保證根部強度。（8）利用停爐備用及檢修機會，對該管座進行跟蹤復(fù)查，確保安全運行。

#2 boiler main steam drain pipe weld frequent leak reason analysis

Wang Yi-hua，Wang Ying-quan
Henan NanYang Thermal Power Co.Ltd

本文通過對#2爐主汽疏水管座焊縫頻繁泄漏的原因分析，提出了改進措施，對其他電廠防止此類現(xiàn)象的發(fā)生具有指導(dǎo)意義。

焊縫；泄漏

This paper#2 boiler main steam drain pipe weld the analysis of the causes of frequent leak,put forward the improvement measures,to prevent the occurrence of such phenomena in other power plant,has a guiding significance.

Weld；leakage

王宜華（1972-），男，主任工程師，國家電投集團南陽熱電有限公司，長期從事金屬、鍋爐壓力容器、焊接技術(shù)管理工作。