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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,鍋爐管典型事故案例解析,案例,1,時(shí)間：,2011,年,7,月 機(jī)組容量：,300MW,缺陷設(shè)備名稱(chēng)：后屏過(guò)熱器,缺陷初始位置：左數(shù)第,10,后屏前數(shù)第,14,根內(nèi)圈加持管異種鋼接頭中間焊口,缺陷管材質(zhì)：焊口上部,G102,、焊口下部,SA-213TP347H,缺陷管規(guī)格：,54,9mm,缺陷失效類(lèi)別：異種鋼接頭焊口蠕變損傷,首爆口特征：爆口周?chē)茏觾?nèi)、外壁未見(jiàn)腐蝕坑穴；未發(fā)生管壁脹粗、減薄、過(guò)熱跡象；斷裂面平整且位置基本一致，斷裂面位于,G102,一側(cè)熔合線(xiàn)上邊緣，具有該類(lèi)接頭早期失效的典型特點(diǎn)；斷口環(huán)狀

2、開(kāi)裂周長(zhǎng)約,170mm,，裂口最寬處縫隙約,1mm,，裂縫為鋸齒形，復(fù)員開(kāi)裂焊縫后無(wú)缺損丟失部分，焊縫兩端管徑測(cè)量仍然為,54mm,。,原因分析：磁記憶檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，異種鋼接頭存在較嚴(yán)重應(yīng)力集中，加速了,碳遷移,。該焊接接頭,G102,側(cè)熱影響區(qū)的碳含量相對(duì)較高，較多的碳化物得以析出、聚集，使材料的蠕變強(qiáng)度降低，蠕變脆性增大，同時(shí)也使基體固溶體中,Cr,含量下降，材料的抗氧化能力降低，高溫運(yùn)行中該部位表面優(yōu)先氧化。同時(shí)，碳化物析出聚集破壞了晶界部位顯微組織的連續(xù)性，構(gòu)成環(huán)境中的氧向接頭內(nèi)部擴(kuò)散的快速通道，晶界氧化后形成的氧化物比容增大，在晶界造成,“,楔子效應(yīng),”,，使晶界的內(nèi)應(yīng)力增大，蠕變沿晶界

3、滑移。而滑移的結(jié)果使晶界的缺陷增多，又促進(jìn)了晶界氧化向內(nèi)擴(kuò)展，最終在,G102,側(cè)熔合線(xiàn)附近形成了一個(gè)薄弱區(qū)域。,事故爆口形貌特征,環(huán)狀開(kāi)裂部位,上部斷口,下部斷口,圖,1,：首爆口復(fù)原后形貌特征 圖,2,：斷口截面形貌特征,案例,2,時(shí)間：,2005,年,7,月 機(jī)組容量：,300MW,缺陷設(shè)備名稱(chēng)：包墻過(guò)熱器,缺陷初始位置：水平煙道下部包墻過(guò)熱器前數(shù)第,1,根管（標(biāo)高,51.5,米）,缺陷管材質(zhì)：,SA-210C,缺陷管規(guī)格：,51,6mm,缺陷失效類(lèi)別：焊接質(zhì)量不合格（咬邊）,首爆口特征：宏觀(guān)檢查首爆管鰭片部位存在較為嚴(yán)重的焊接缺陷。破口沿焊縫熔合線(xiàn)母材一側(cè)縱向開(kāi)裂，咬邊深度達(dá),2mm,

4、；破口附近管壁厚、管外徑未見(jiàn)明顯變化。外泄氣流將相鄰管間鰭片吹損嚴(yán)重同時(shí)將爐后側(cè)水冷壁拉稀管（規(guī)格,63.5,7.5mm,）右數(shù)第,34,根管吹爆，次爆口呈,“,口唇,”,狀開(kāi)裂，軸向長(zhǎng)約,170mm,，徑向?qū)捈s,55mm,，破口邊緣管壁減薄明顯似,“,刀刃,”,狀，最薄處僅有,1mm,；破口附近管徑無(wú)脹粗現(xiàn)象；破口管子內(nèi)、外壁無(wú)腐蝕、氧化、結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生。,原因分析：由于鰭片原始基建安裝焊縫焊接時(shí)采用大電流或電弧過(guò)長(zhǎng)、焊條傾斜角度不正確，致使焊接邊緣局部加熱過(guò)于集中造成臨近焊縫母材出現(xiàn)被熔化現(xiàn)象，即,“,咬邊,”,缺陷。隨機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行，咬邊部位強(qiáng)度最薄弱點(diǎn)首先發(fā)生疲勞裂紋并延伸貫穿至管內(nèi)壁，是

5、造成此次事故的主要原因。,事故爆口形貌特征,咬邊產(chǎn)生微裂紋部位,案例,3,時(shí)間：,2001,年,12,月 機(jī)組容量：,300MW,缺陷設(shè)備名稱(chēng)：低溫過(guò)熱器 缺陷初始位置：左數(shù)第,18,排前數(shù)第,4,根管（標(biāo)高,44,米）,缺陷管材質(zhì)：,SA-210C,缺陷管規(guī)格：,57,7 mm,缺陷失效類(lèi)別：原始材質(zhì)缺陷（裂紋）,首爆口特征：首爆口沿管子彎頭側(cè)外弧呈縱向筆直開(kāi)裂，兩側(cè)較尖，張口極小，長(zhǎng)約,40mm,，最大縫隙寬度約,0.5mm,；爆口處管壁無(wú)減薄、管徑無(wú)脹粗跡象；首爆管彎頭部位橢圓度未超標(biāo)；爆口附近管子內(nèi)、外壁光潔，無(wú)過(guò)熱、無(wú)氧化跡象。,原因分析：經(jīng)對(duì)首爆口管內(nèi)壁側(cè)外弧處清洗仔細(xì)檢查有微小裂

6、紋存在，判斷為管材拉拔工藝不當(dāng)或原坯原料中有缺陷（裂紋或氣泡等）造成，微裂紋伴隨機(jī)組頻繁增減負(fù)荷、升降溫，在交變應(yīng)力作用下，由管內(nèi)壁逐漸向外壁擴(kuò)展直至貫穿管壁，最終無(wú)法承受管內(nèi)介質(zhì)壓力，由裂紋轉(zhuǎn)化成開(kāi)裂是此次事故的主要原因。,事故爆口形貌特征,裂紋導(dǎo)致開(kāi)裂,案例,4,時(shí)間：,2009,年,11,月 機(jī)組容量：,300MW,缺陷設(shè)備名稱(chēng)：上層低溫過(guò)熱器,缺陷初始位置：左,24,排從下向上數(shù)第,4,根管下部,180,度角范圍（位于前排第,12,根吊掛管處）,缺陷管材質(zhì)：,SA-210C,缺陷管規(guī)格：,57,7mm,缺陷失效類(lèi)別：原始材質(zhì)缺陷（翹皮）,首爆口特征：爆口形似不等邊三角形呈縱向撕裂，各邊

7、長(zhǎng),43mm,40mm,25mm,，由于高速氣流沖刷，口唇邊緣較鋒利，爆口兩側(cè)管子無(wú)減薄無(wú)脹粗，外徑最大值,57.79mm,，開(kāi)裂部位向上翻起一側(cè)管壁厚度值為,5.50mm,。爆口管子內(nèi)壁光滑程度一般，未見(jiàn)明顯氣流沖刷痕跡；爆口附近管壁未見(jiàn)任何方向裂紋；爆口管子內(nèi)、外壁氧化膜生成較薄，無(wú)剝落跡象。,原因分析：此次爆管初步判斷為由管材在冷拔或軋制過(guò)程中形成的原始生根結(jié)疤導(dǎo)致翹皮缺陷產(chǎn)生。翹皮存在于管表面，在管材與內(nèi)部介質(zhì)隨機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷增減情況下，在交變應(yīng)力雙重作用下，形成應(yīng)力集中，使缺陷隨時(shí)間進(jìn)一步發(fā)展并逐漸惡化，最終導(dǎo)致從管壁最薄弱一側(cè)首先開(kāi)裂。,事故爆口形貌特征,首爆口位置,“,三角形,”,

8、爆口,案例,5,時(shí)間：,2004,年,6,月 機(jī)組容量：,300MW,缺陷管名稱(chēng)：左側(cè)包墻水冷壁 缺陷管位置：后數(shù)第,13,根管（標(biāo)高約為,55.5m,）,缺陷管材質(zhì)：,SA-210C,缺陷管規(guī)格：,63.5,7.5mm,缺陷失效類(lèi)別：短時(shí)過(guò)熱（異物堵塞）,首爆口特征：爆口處母材朝向爐內(nèi)，呈,“,菱形,”,撕裂張開(kāi)狀；爆口長(zhǎng)約,260mm,，最寬處約為,65mm,，爆口邊緣減薄明顯；爆口兩側(cè)管子外徑脹粗不明顯；爆口附近管材外壁有氧化皮，致密堅(jiān)硬，但內(nèi)壁氧化皮不明顯。,原因分析：將此根水冷壁管對(duì)應(yīng)的上聯(lián)箱管座割開(kāi)檢查發(fā)現(xiàn)在上聯(lián)箱向下的第一道焊口（標(biāo)高約,61.5,米處）存有一塊基建時(shí)遺留的圓形鐵

9、板異物，該異物已將水冷壁通流截面積幾乎全部堵死，造成受熱面管短時(shí)過(guò)熱超溫、脆性斷裂是此次事故的直接原因。,事故爆口形貌特征,通流截面被堵,異物尺寸,案例,6,時(shí)間：,2009,年,1,月 機(jī)組容量：,300MW,缺陷設(shè)備名稱(chēng)：主蒸汽管道溫度測(cè)點(diǎn),缺陷初始位置：右側(cè)過(guò)熱主蒸汽管道溫度測(cè)點(diǎn)與主汽接管座安裝焊口,主汽管道材質(zhì)：,10CrMo910,溫度測(cè)點(diǎn)材質(zhì)：,1Cr18Ni9Ti,接管座材質(zhì)：,12Cr1MoV,缺陷失效類(lèi)別：原始焊接缺陷（層間未焊透及蒸汽渦流侵蝕雙重作用）,首爆口特征：爆口位于靠近主汽接管座熔合線(xiàn)一側(cè)沿焊口,1/3,處開(kāi)裂，在主汽外泄高壓氣流急速?zèng)_刷作用下，開(kāi)裂部位減薄明顯邊緣

10、鋒利，部分母材已經(jīng)丟失，形成長(zhǎng)約,40mm,，寬約,5mm,的條形孔洞。,原因分析：割開(kāi)爆裂的右側(cè)過(guò)熱主蒸汽管道溫度測(cè)點(diǎn)及加強(qiáng)管座，發(fā)現(xiàn)該溫度測(cè)點(diǎn)封堵與加強(qiáng)管座之間焊口層間存在原始焊接未焊透缺陷（焊材為,TIG-Inconel 82,），且現(xiàn)場(chǎng)安裝焊口因內(nèi)部介質(zhì)長(zhǎng)期沖刷測(cè)點(diǎn)棱邊，使之機(jī)械強(qiáng)度不斷下降，在蒸汽渦流作用下造成焊口爆裂，造成停機(jī)。,事故爆口形貌特征,爆口位置,爆口形態(tài),案例,7,時(shí)間：,2008,年,3,月 機(jī)組容量：,600MW,缺陷設(shè)備名稱(chēng)：屏式過(guò)熱器,缺陷初始位置：左數(shù)第一屏外圈第,15,根管出口段距頂棚,50mm,處,缺陷管材質(zhì)：,T91,缺陷管規(guī)格：,38,6.6mm,缺陷

11、失效類(lèi)別：短時(shí)過(guò)熱（異物堵塞）,首爆口特征：爆口位于,T91,與,TP347,異種鋼焊接頭上方，爆管沿縱向開(kāi)裂破斷，爆口長(zhǎng)約,15mm,，寬約,2.5mm,，呈魚(yú)嘴形。爆口邊緣明顯減薄至,1mm,，呈楔形，斷裂面與外表面成一定夾角（約,45,），斷口表面粗糙呈纖維狀。爆口附近管子內(nèi)外表面均覆蓋有一層較厚的黑褐色氧化皮，并且表面有許多平行的縱向氧化皮開(kāi)裂。爆口宏觀(guān)形貌如圖,1,、圖,2,所示。,原因分析：,a)T91,管子的正常金相組織為回火馬氏體。而爆口邊緣的金相組織為鐵素體,+,貝氏體，表明該部位的金相組織都已發(fā)生相變，管壁的溫度曾超過(guò),AC1,點(diǎn)（,835,），由于組織中有塊狀鐵素體存在，

12、說(shuō)明其過(guò)熱溫度是處在,AC1,AC3,兩相區(qū)。,b),以上分析表明，受檢屏式過(guò)熱器管爆口附近壁溫曾升高至,AC1,AC3,兩相區(qū)的溫度，此時(shí)管材的屈服強(qiáng)度大幅下降，管段產(chǎn)生塑性變形，從而不斷地產(chǎn)生鼓脹，管壁迅速減薄，在內(nèi)壓的作用下，造成瞬間爆破。,事故爆口形貌特征,建議：,加強(qiáng)對(duì)屏過(guò)管排的宏觀(guān)檢查和管徑脹粗測(cè)量。,檢查進(jìn)口集箱內(nèi)部及管口是否存在異物或堵塞。,檢查管屏下彎頭底部是否有沉積物。,在爆管附近增設(shè)壁溫測(cè)點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)屏過(guò)管壁溫度的監(jiān)控。,今后重點(diǎn)檢查部位：,屏式過(guò)熱器、末級(jí)過(guò)熱器入口集箱節(jié)流孔。,屏過(guò)入口匯集集箱（左右交叉）兩頭有盲端，吹管時(shí)，異物容易遺留在盲端處，運(yùn)行中蒸汽擾動(dòng)容易造成集箱盲端內(nèi)的雜物掉下，重點(diǎn)檢查屏過(guò)出入口匯集集箱兩側(cè)盲端。,匯集集箱與小集箱連接的導(dǎo)汽管出口下方的幾根管子和小集箱兩側(cè)平端蓋處盲端附近的管子，確定重點(diǎn)進(jìn)行抽查。,屏式過(guò)熱器、末級(jí)過(guò)熱器管排底部,U,形彎用射線(xiàn)檢查是否有異物。,