电站锅炉典型事故失效案例分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（3）氯腐蚀 5、疲劳 （1）热疲劳 （2）机械疲劳 （3）腐蚀疲劳 （4）高温疲劳 6、磨损 （1） 机械磨损 （2） 飞灰磨损
7、设计、安装、运行不当造成的泄漏 （1）定位连接件的开裂 （2）焊口拉裂 8、异种钢焊接接头开裂 （1）镍基焊缝熔合线开裂 （2）T91侧热影响马氏体淬硬开裂 9、错用材料 10、管理不当
焊缝上部母材
195、196
DL/T438-2009规定T91管硬度值范围180～250HB，T91管焊缝硬度值范围180～ 270HB ， 参 考 GB5310-2008 及 GB/T1172-1999 标 准 ， T91 管 维 氏 硬 度 范 围 187 ～ 265HV，T91管焊缝硬度范围187～274HV
电站锅炉典型事故失效案例分析
1、过热爆管 （1）短期过热爆管 （2）长期过热爆管 2、原始缺陷 （1）焊接缺陷 （2）对口错边 （3）管材端部开裂 （4）直道超标 （5）变径管消薄内表面加工粗燥 （6）小弯曲半径弯管内弧开裂 （7）变径缩口纵向开裂 （8）碰撞 （9）补焊
3、蒸汽侧腐蚀 （1）氢腐蚀 （2）垢下腐蚀 （3）碱腐蚀 （4）吸氧腐蚀 （5）氯脆 （6）流体加速腐蚀 （7）点蚀（孔蚀） （8）奥氏体不锈钢的晶间腐蚀
15.某厂2号炉水压试验发现Ⅱ级减温器热电偶泄漏
防范措施 -热电偶套管换型：采用加强型新保护套管，内部导
线套管采用加厚圆锥形提高了结构强度，且根部 连接部位进行了圆滑过渡；
0
140
160
180
200
220
240
硬度HB
4、某厂#5炉省煤器泄漏失效
4、某厂#5炉省煤器泄漏失效
4、某厂#5炉省煤器泄漏失效
4、某厂#5炉省煤器泄漏失效
省煤器泄漏点位置管壁上存在原始孔洞，由于未知 原因，通过FeAl合金对孔洞进行修补，修补工艺较 差，且焊缝组织异常，其组织性能与母材存在较大 差异，熔合线部位结合力不强，在省煤器温度及应 力作用下，焊缝材料脱落从而导致省煤器泄露。
1、阀门焊缝
1、阀门焊缝
1、阀门焊缝
2、主汽电动主闸门焊口爆裂
2、主汽电动主闸门焊口爆裂
2、主汽电动主闸门焊口爆裂
3、P91母材及焊缝硬度超标
母材/焊缝硬度特征； 检验问题； 硬度转换； 二次热加工； 安全性评定
3、P91母材及焊缝硬度超标
硬度HB
图2 主蒸汽管道硬度沿厚度方向分布
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂
结论 -焊接或热处理规范不当。
措施 -对发现缺陷的该排屏式再热器共计44只焊缝，全部
切除并换管。
14、山东某1000MW等级机组异种钢接头焊缝 （TP347HFG+T91）T91侧的热影响区开裂
宏观形貌
14、山东某1000MW等级机组异种钢接头焊缝 （TP347HFG+T91）T91侧的热影响区开裂
宏观形貌
14、山东某1000MW等级机组异种钢接头焊缝 （TP347HFG+T91）T91侧的热影响区开裂
微观形貌
14、山东某1000MW等级机组异种钢接头焊缝 （TP347HFG+T91）T91侧的热影响区开裂
15、某厂2号炉水压试验发现Ⅱ级减温器热电偶泄漏
15、某厂2号炉水压试验发现Ⅱ级减温器热电偶泄漏
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂
断口金相试样维氏硬度结果（HV）
部位
外壁
壁厚中部
内壁
紧挨断口处热影响区 另一侧热影响区裂纹附近
420 、 421 、 420、415、420 401、410 419 415、414、418、413、411、407、416
焊缝
373、383、389
焊缝上部母材（开裂侧） 208、210
4、烟气侧腐蚀 （1）高温腐蚀
燃料中含有V2O5、Na2O、SO3 等低熔点氧化物，在高温下，它们与管 子发生化学反应生产新的氧化物，这些低熔点氧化物又会与金属表面
新生成的氧化物进一步发生化学反应，生成结构松散的钒酸盐。沿着
受热面管道局部区域渗入管子内部，造成高温腐蚀。
（2）低温腐蚀
如果温度较高、含有SO2、SO3和CO2的烟气，当遇到温度低于烟气 露点（烟气中酸蒸气的凝结温度）的部件（省煤器、空气预热器） 时，部件表面凝结的水膜与SO2、SO3和CO2会结合形成酸性溶液， 导致受热面发生低温腐蚀。
5、某厂某厂送酸管泄漏
5、某厂某厂送酸管泄漏
6、某厂小管弯管内弧裂纹
6、某厂小管弯管内弧裂纹
6、某厂小管弯管内弧裂纹
7、某厂后屏再热器卡屏管泄漏
7、某厂后屏再热器卡屏管泄漏
8、某厂省煤器管爆裂泄漏
8、某厂省煤器管爆裂泄漏
8、某厂省煤器管爆裂泄漏
8、某厂省煤器管爆裂泄漏
9、直道缺陷
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂 宏观形貌：开裂处位于焊缝上侧的热影响区
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂 微观形貌
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂
特征： （1）开裂处位于焊缝的热影响区。 （2）焊缝、焊缝上下侧热影响区、焊缝上下侧母材
组织均为（回火）马氏体。 （3）力学性能满足要求。 （4）裂纹沿晶，脆断特征。
原因分析 -该热电偶套管为旧式非加强型结构，过渡段与内部
导线套管整体车削成不同直径圆柱形结构，连接 部位无圆滑过渡，存在退刀槽结构应力。
-安装时若引线套管三角锥面未能紧紧顶住导汽管安 装孔的阶梯孔壁，且使3个棱锥中的1个棱锥正面 迎汽流方向，则长期运行后，热电偶套管极易受 汽流冲击而产生振荡，从而在应力集中部位（根 部退刀槽）产生疲劳断裂现象。
10、工地保管不当
11、氧化皮堵管
11、现场安装问题
鳍片裂纹
11、现场安装问题
鳍片末端未形成圆弧过渡， 易产生应力集中， 并可能导致鳍片开裂
11、现场安装问题
水冷壁有磨损凹坑、电焊擦伤弧坑
吊板未受力
11、现场安装问题
顶棚管鳍片与穿墙管相碰
水冷壁管被氧割割伤
12、余热锅炉低压蒸发器流体加速腐蚀
190
180
170
160
A
150
B C
140
D
E
130
F
120
ຫໍສະໝຸດ Baidu
110
100
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
深度mm
3、P91母材及焊缝硬度超标
3、P91母材及焊缝硬度超标
持久强度MPa
180
160
140
120
100
80
60
40
持久强度/MPa（540℃）
20
持久强度/MPa（568℃）
7、设计、安装、运行不当造成的泄漏 （1）定位连接件的开裂 （2）焊口拉裂 8、异种钢焊接接头开裂 （1）镍基焊缝熔合线开裂 （2）T91侧热影响马氏体淬硬开裂 9、错用材料 10、管理不当
焊缝上部母材
195、196
DL/T438-2009规定T91管硬度值范围180～250HB，T91管焊缝硬度值范围180～ 270HB ， 参 考 GB5310-2008 及 GB/T1172-1999 标 准 ， T91 管 维 氏 硬 度 范 围 187 ～ 265HV，T91管焊缝硬度范围187～274HV
电站锅炉典型事故失效案例分析
1、过热爆管 （1）短期过热爆管 （2）长期过热爆管 2、原始缺陷 （1）焊接缺陷 （2）对口错边 （3）管材端部开裂 （4）直道超标 （5）变径管消薄内表面加工粗燥 （6）小弯曲半径弯管内弧开裂 （7）变径缩口纵向开裂 （8）碰撞 （9）补焊
3、蒸汽侧腐蚀 （1）氢腐蚀 （2）垢下腐蚀 （3）碱腐蚀 （4）吸氧腐蚀 （5）氯脆 （6）流体加速腐蚀 （7）点蚀（孔蚀） （8）奥氏体不锈钢的晶间腐蚀
15.某厂2号炉水压试验发现Ⅱ级减温器热电偶泄漏
防范措施 -热电偶套管换型：采用加强型新保护套管，内部导
线套管采用加厚圆锥形提高了结构强度，且根部 连接部位进行了圆滑过渡；
0
140
160
180
200
220
240
硬度HB
4、某厂#5炉省煤器泄漏失效
4、某厂#5炉省煤器泄漏失效
4、某厂#5炉省煤器泄漏失效
4、某厂#5炉省煤器泄漏失效
省煤器泄漏点位置管壁上存在原始孔洞，由于未知 原因，通过FeAl合金对孔洞进行修补，修补工艺较 差，且焊缝组织异常，其组织性能与母材存在较大 差异，熔合线部位结合力不强，在省煤器温度及应 力作用下，焊缝材料脱落从而导致省煤器泄露。
1、阀门焊缝
1、阀门焊缝
1、阀门焊缝
2、主汽电动主闸门焊口爆裂
2、主汽电动主闸门焊口爆裂
2、主汽电动主闸门焊口爆裂
3、P91母材及焊缝硬度超标
母材/焊缝硬度特征； 检验问题； 硬度转换； 二次热加工； 安全性评定
3、P91母材及焊缝硬度超标
硬度HB
图2 主蒸汽管道硬度沿厚度方向分布
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂
结论 -焊接或热处理规范不当。
措施 -对发现缺陷的该排屏式再热器共计44只焊缝，全部
切除并换管。
14、山东某1000MW等级机组异种钢接头焊缝 （TP347HFG+T91）T91侧的热影响区开裂
宏观形貌
14、山东某1000MW等级机组异种钢接头焊缝 （TP347HFG+T91）T91侧的热影响区开裂
宏观形貌
14、山东某1000MW等级机组异种钢接头焊缝 （TP347HFG+T91）T91侧的热影响区开裂
微观形貌
14、山东某1000MW等级机组异种钢接头焊缝 （TP347HFG+T91）T91侧的热影响区开裂
15、某厂2号炉水压试验发现Ⅱ级减温器热电偶泄漏
15、某厂2号炉水压试验发现Ⅱ级减温器热电偶泄漏
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂
断口金相试样维氏硬度结果（HV）
部位
外壁
壁厚中部
内壁
紧挨断口处热影响区 另一侧热影响区裂纹附近
420 、 421 、 420、415、420 401、410 419 415、414、418、413、411、407、416
焊缝
373、383、389
焊缝上部母材（开裂侧） 208、210
4、烟气侧腐蚀 （1）高温腐蚀
燃料中含有V2O5、Na2O、SO3 等低熔点氧化物，在高温下，它们与管 子发生化学反应生产新的氧化物，这些低熔点氧化物又会与金属表面
新生成的氧化物进一步发生化学反应，生成结构松散的钒酸盐。沿着
受热面管道局部区域渗入管子内部，造成高温腐蚀。
（2）低温腐蚀
如果温度较高、含有SO2、SO3和CO2的烟气，当遇到温度低于烟气 露点（烟气中酸蒸气的凝结温度）的部件（省煤器、空气预热器） 时，部件表面凝结的水膜与SO2、SO3和CO2会结合形成酸性溶液， 导致受热面发生低温腐蚀。
5、某厂某厂送酸管泄漏
5、某厂某厂送酸管泄漏
6、某厂小管弯管内弧裂纹
6、某厂小管弯管内弧裂纹
6、某厂小管弯管内弧裂纹
7、某厂后屏再热器卡屏管泄漏
7、某厂后屏再热器卡屏管泄漏
8、某厂省煤器管爆裂泄漏
8、某厂省煤器管爆裂泄漏
8、某厂省煤器管爆裂泄漏
8、某厂省煤器管爆裂泄漏
9、直道缺陷
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂 宏观形貌：开裂处位于焊缝上侧的热影响区
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂 微观形貌
13、T91材质屏式再热器焊缝短期运行开裂
特征： （1）开裂处位于焊缝的热影响区。 （2）焊缝、焊缝上下侧热影响区、焊缝上下侧母材
组织均为（回火）马氏体。 （3）力学性能满足要求。 （4）裂纹沿晶，脆断特征。
原因分析 -该热电偶套管为旧式非加强型结构，过渡段与内部
导线套管整体车削成不同直径圆柱形结构，连接 部位无圆滑过渡，存在退刀槽结构应力。
-安装时若引线套管三角锥面未能紧紧顶住导汽管安 装孔的阶梯孔壁，且使3个棱锥中的1个棱锥正面 迎汽流方向，则长期运行后，热电偶套管极易受 汽流冲击而产生振荡，从而在应力集中部位（根 部退刀槽）产生疲劳断裂现象。
10、工地保管不当
11、氧化皮堵管
11、现场安装问题
鳍片裂纹
11、现场安装问题
鳍片末端未形成圆弧过渡， 易产生应力集中， 并可能导致鳍片开裂
11、现场安装问题
水冷壁有磨损凹坑、电焊擦伤弧坑
吊板未受力
11、现场安装问题
顶棚管鳍片与穿墙管相碰
水冷壁管被氧割割伤
12、余热锅炉低压蒸发器流体加速腐蚀
190
180
170
160
A
150
B C
140
D
E
130
F
120
ຫໍສະໝຸດ Baidu
110
100
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
深度mm
3、P91母材及焊缝硬度超标
3、P91母材及焊缝硬度超标
持久强度MPa
180
160
140
120
100
80
60
40
持久强度/MPa（540℃）
20
持久强度/MPa（568℃）