09肖国华-四大管道质量现状及监检对策

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制成后外观特征消失,无从追溯原材来源。
管件典型质量问题
管件质量问题:表面质量、几何尺寸及形位偏差、壁厚、硬度、金相。
弯头内弧侧内壁表面凹坑
弯头外弧面机械损伤
δ-铁素体含量超标
2020/11/17
管件典型质量问题
管件常见质量问题包括: 管件原材来源 表面质量 几何尺寸及形位偏差 壁厚 硬度、金相 违规补焊
管件典型质量问题
管件原材来源 ① 由于国产管件一般采用进口原材在国内进行加工,所以管件原材的来
源追溯成为工作重点。 ② 个别制造厂未经监造见证突击下料,使用国产管材替代进口管材,管件
2020/11/17
国产管道质量现状
国产P91钢管持久强度比较
供货商
规格mm
北方重工
ID508×78
武汉重工
ID575×84
攀成钢
ID457×45
扬州诚德
ID508×75
四川三洲
ID508×78
GB5310-2008推荐值
600℃,105h持久强 度外推值(MPa)
85.3 84 94 88.2 87.7 ≥93
0.05 5
0.87
0.22
0.01 8
0.09
各厂家在化学成分控制上,基本都能满足ASME规范要求。在S、P 元素的控制上,北方重工和武汉重工较好。
2020/11/17
国产管道质量现状
WB36(15NiCuMoNb5)化学成分比较
生产厂家 EN10216-2
曼内斯曼 武汉重工 攀成钢 四川三洲
国产钢管典型质量问题
某厂生产的P91管道局部硬度偏低,HB130-173。对硬度最低点(HB130) 做金相检验,发现金相组织异常,基体中出现大量铁素体斑块,并伴有碳化物 析出。原因是热处理工艺执行不当。
2020/11/17
管件国产化现状
目前P91/92、WB36热压/推管件均已实现国产化。各管件企业主要采用进口 管件原材、国内加工的生产方式,P92管件的应用业绩也逐渐增多,其中华能 南通电厂(2×1000MW)大量使用国产P92热压弯头。
2020/11/17
国产管道质量现状
国内供应商
企业名称 材料
北方重工 A335 P91/92、WB36
武汉重工 攀成钢 扬州诚德 衡阳华菱 四川三洲
A335 P91、WB36 A335 P91、WB36 A335 P91/92、WB36 A335 P91、WB36 A335 P91、WB36
钢坯来源
自炼
自炼 自炼 外购 外购 外购
生产工艺
锻造镗孔 垂直挤压 冲孔拉伸 周期式轧制 穿孔斜轧 周期式轧制 周期式轧制
2020/11/17
国产管道质量现状
P91钢管化学成分比较
生产厂家 C S N P Si Cr Mn Ni Mo V Al Nb
ASME SA335
0.08 ~ 0.12
≤0.0
0.03 ~
KV2(J)
北方重工 ID305×56 P91 武汉重工 ID660×28
攀成钢 ID216×23
四川三洲 Φ508×78
ASME SA-335
武汉重工 Φ508×50
攀成钢 WB36 四川三洲
Φ273×22 Φ559×70
DIN EN10216-2
503 522 535 515 ≥415 520 490 470 ≥440
1.0 2
1.18
0.29
0.67
0.01 7
0.023
0.14
0.00 07
0.0 05
0.01
0.30
0.25
1.0 7
1.18
0.27
0.49
0.01 7
0.023
0.15
0.00 06
0.0 07
0.01 2
0.42
0.05 3
1.0 1
1.24
0.32
0.62
0.01 0.024
0.17
0.00 18
四大管道质量现状及监检对策
2020/11/17
肖国华
西安热工研究院有限公司 电站建设技术部
简介
火电机组四大管道包括主蒸汽管道、再热蒸汽热段、再热蒸汽冷段 、高压给水管道及相关的旁路管道。
名称
超(超)临界机组四大管道常用材料
温度(℃) 压力(MPa)
材料
主蒸汽管道
566~620
25~30
A335 P91/P92
0.00 1
0.06 5
0.01
0.34
8.55
0.3 4
0.19
0.89
0.20
0.01 9
0.099
攀成钢
0.12
0.00 1
0.04 2
0.01 5
0.30
8.67
0.4 0
0.12
0.94
0.18
0.01 8
0.088
四川三洲
0.10
0.00 6
0.03 9
0.01 7
0.27
8.18
0.3 4
国内电厂曾发生过由于四大管道质量问题所导致的人员伤亡和设备 损毁事故,应引起高度重视。
2020/11/17
简介
考虑到四大管道的重要性和特殊性,西安热工院电站建设技术部专 门成立了独立的四大管道项目组,从事四大管道制造阶段的专业化监 检工作。
从2003年成立至今,已完成了华能火电工程亚临界、超临界、超超 临界、燃机和 IGCC火电项目38个、85台机组四大管道的监检工作,并 出色完成了多个外系统单位委托的四大管道监检工作。
0.0 09
0.01
0.36
0.26
1.0 2
1.24
0.39
0.59
0.05 0.031
基本满足EN10216-2要求。攀成钢将Cr含量控制得较低(﹤0.1%),其 余几家企业Cr含量一般控制在0.2~0.3%。
2020/11/17
国产管道质量现状
力学性能比较
生产厂家 规格mm
ReL/RP0.2 Rm (MPa) A(%)
进口管道质量现状
金相组织 主要表现在P91/92材料中δ-铁素体含量超标,WB36材料中铁素体含量
偏多等。
δ-铁素体含量超标
进口管道质量现状
层状缺陷 W-G挤压成型P91/92钢管,管端存在层状缺陷,缺陷性质类似于断续分
布平行于表面的分层折叠缺陷。 产生原因:钢坯浇铸过程工艺不当或切冒头不足,钢坯内存在气孔类
进口管道供应商名录
名称
钢管供应商
管件供应商
主蒸汽管道 再热热段管道
美国 WYMAN-GORDON 德国 V&M 日本住友
IBF
Metalcam 奥地利安内
高压给水管道
美国 WYMAN-GORDON 德国 V&M 日本住友
进口钢管、国内热压/ 推
再热冷段管道
韩国EEW 韩国钢花
德国EBK
进口钢管、国内热压/ 推
进口管道质量现状
硬度 主要表现在硬度不符合DLT438-2009«火力发电厂金属技术监督规程»
要求。 硬度控制:
P91/92 (180-250HB) ,WB36(180-252HB) 华能福州电厂、井冈山电厂及威海电厂所使用的德国曼内斯曼
OD559×60mm,材质WB36高压给水管道原材曾出现过大范围硬度 异常。其中福州电厂共采购44支,33支硬度偏高至325 HB。井冈 山电厂共采购29支,16支钢管硬度偏高至330 HB。
657 25.5
670 24.3
705
24.2
665
22.5
≥585 ≥13
635
24.0
630
27.5
615
28.0
610~780 ≥17
222.4 163.8 196.5 155.3
207.6 192 76.9 ≥27
国产P91钢管基本都能满足ASME规范要求,国产WB36钢管的室 温拉伸性能和冲击功均能满足相关标准要求,但抗拉强度普遍 靠近下限。
2020/11/17
进口管道质量现状
进口管道常见质量问题包括: 原材来源 表面质量 几何尺寸、壁厚 硬度、金相 层状缺陷 焊管焊缝缺陷
进口管道质量现状
原材来源 国内已发现使用国产管材
或劣质管材冒充进口管材 的情况,并已造成了严重 的后果(见国质检特联 2006-601号«关于对假冒国 外锅炉管使用情况进行检Baidu Nhomakorabea查消除隐患的通知»)。
再热蒸汽热段 566~620
7~8
A335 P91/P92
再热蒸汽冷段 350~470
7~8
A672B70CL32
A691 1-1/4CrCL22
A691 2-1/4CrCL22
高压给水管道 180~350
35~38
WB36
2020/11/17
简介
四大管道由于输送高温高压介质,且布置在炉外,靠近人员活动区 域和汽轮机厂房,所以其质量直接关系到人员安全和设备安全,属于 火电机组的重要设备,其造价约占火电机组建设总投资的58%。
缺陷,或热挤压成型后剪边不足造成缺陷。
管端层状缺陷
进口管道质量现状
焊缝缺陷 某电厂进口韩国钢花公司的A672B70CL32冷段旁路出口管道23个管段纵
焊缝发现危害类缺陷90余处,90%以上为裂纹类Ⅳ级缺陷。
国产管道质量现状
我国“十一五”后期及“十二五” 期间电力发展将趋于平稳,每年新 增火电装机容量将在5000万KW左右 ,且以大容量,超超临界机组为主 ,需高压锅炉管50万吨左右,大口 径厚壁合金钢管是缺口较大的品种 ,年需进口在6~10万吨。 高附加值的大口径厚壁无缝钢管 P91/P92长期依赖进口,由于价格高 ,交货期长成为超超临界机组生产 的最大瓶颈。
进口管道质量现状
原材来源 个别进口管材缺少报关单、商检证明等文件资料,原材来源不明,甚
至发现有个别假冒进口管材、伪造文件资料等问题。
假冒德国曼内斯曼钢管
正品德国曼内斯曼钢管(常州)
进口管道质量现状
原材来源 个别进口管材缺少报关单、商检证明等文件资料,原材来源不明,甚
至发现有个别假冒进口管材、伪造文件资料等问题。
1 0.07
≤0.0
0.20 ~
8.0 ~
0.3 0~ ≤0.4
0.85 ~
0.18 ~
≤0.0
0.06~
2
0.50
9.50
0.6 0
0
1.05 0.25
4
0.10
北方重工
0.089
0.00 1
0.05 3
0.01
0.33
8.60
0.4 0
0.22
0.84
0.19
0.01 8
0.089
武汉重工
0.082
项目组专业从事电站四大管道钢管制造、管件制造、工厂化配管及 现场管道安装的监督检验,在长达10年的专业化工作中,在进口管道 (件)、国产管道(件)、工厂化配制、现场安装等环节质量问题的 监检上积累了丰富的经验。
2020/11/17
进口管道质量现状
目前新建机组四大管道很大一部分来自于进口,主要包括进口钢管 、锻制三通及部分热压管件。
2020/11/17
国产钢管典型质量问题
某厂生产的再热热段管道(材质P91;规格:ID699×26mm)坡口处有 两处缺陷。经超声波检测发现缺陷1为气孔,缺陷2为表层夹杂,距坡口处 约30 mm。原因是厂内钢管超声波自动检验存在盲区,超声波探头组距 管端有30-50mm盲区,造成漏检。
2020/11/17
2020/11/17
管件国产化现状
锻制管件目前国内已具备生产能力,但各电厂仍主要依赖进口。2011年, 华能左权电厂率先在国内使用国产A182F91锻制三通,标志着锻制管件的真 正国产化。 国产A182F91锻三通由沈阳东管设计、北方重工提供钢锭、通裕重工进行 锻造和热处理。 西安热工院电建部全程参与了国产锻三通制造过程的监检,并提出了锻三 通缺陷的机加消除方案。
管件企业 管件材料
国电富通
A335 P91/92 WB36
天津金鼎
A335 P91/92 WB36
吉林昊宇
A335 P91 WB36
阜新电力修 A335 P91
造厂
WB36
生产工艺 热压/推
热压/推
热压/推
P92管件业绩 华能南通电厂 (主汽、热段弯头)
华能石洞口电厂 (热段弯头)
--
热压/推 --
假冒意大利IBF三通钢印
正品意大利IBF三通钢印
进口管道质量现状
表面质量 主要表现在管材表面存在裂纹、沟槽、凹坑等缺陷。
W-G钢管表面人工 切槽
进口钢管内外壁凹 坑
进口管道质量现状
几何尺寸、壁厚 主要表现在管径、壁厚、直线度、椭圆度等尺寸不合格。
W-G钢管(P91,规格:ID914×34mm)白色区域壁厚不足
C S N P Si Cr Mn Ni Mo Cu Al Nb
≤0.1 ≤0.0 72
-
≤0.0 25
0.25 ~ 0.50
≤0.3 0
0.8 ~ 1.2
1.0 ~ 1.3
0.25 ~ 0.5
0.5~ 0.8
≤0.0 5
0.015 ~
0.045
0.15
0.00 07
0.0 073
0.01
0.32
0.23
国产P91钢管持久强度普遍偏低。
2020/11/17
金相组织比较
国产管道质量现状
进口P91
某国产P91
金相组织问题 主要表现在: 马氏体板条特 征不明显、晶 粒过细、WB36 铁素体含量偏 多等。
进口WB36
2020/11/17
某国产WB36
国产钢管典型质量问题
某厂生产的主蒸汽管道P91管材管端存在纵向密集裂纹。分析原因应为 钢锭浇注过程中浇注温度控制不当或保护不足,造成二次氧化物无法上浮。 钢锭切头去尾不净。非金属夹杂或金属氧化物夹杂在锻制过程中的拉伸造 成。
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