摘要：本文针对某厂主蒸汽管道热电偶套管泄漏的事故，从热电偶套管泄漏的原因以及停机后进行套管的更换、安装、焊口的焊接过程、以及焊后热处理方面进行论述。
关键词：主蒸汽；热电偶套管；焊接；热处理
引言
某电厂1号机组（主蒸汽设计温度为579℃、设计压力25.7MPa、管道规格ID330×60材料为A335P91、接管座材料为A335P91、规格φ95×25/φ62×10、温度套管材质也为A335P91；接管座与主蒸汽母管角焊缝、温度套管与接管座焊缝均为锅炉厂内焊接）运行时间为6438h，热电偶套管泄漏时的负荷为230MP，主蒸汽温度为568℃，主蒸汽的压力为23.2MP。2017年09月07日03时40分巡检人员发现1号锅炉主蒸汽管道热电偶套管处有轻微刺汽异音，经排查分析后初步判断为热电偶套管出现泄漏，立即组织落实相关安全隔离措施：并将1号炉右侧8、9、10层区域进行隔离并密切监视泄漏变化。1号机组于09月18日03时20分系统解列停机，拆除后进行磁粉检测，发现热电偶套管出现了裂纹。
1 原因分析
热电偶套管开裂的主要原因是由于热电偶套管的三角锥部位在安装过程中没有与管道内壁卡紧，并且在长期的高温高压运行环境中发生碰撞，拆除热电偶有明显的痕迹。同时由于起支撑作用的凸台脱离出主蒸汽管道的内壁，凸台无法起到支撑套管的作用。锅炉运行时高速流动的蒸汽横向冲刷热电偶套管，造成其在管道内的高频振动，进而使套管尾部退刀槽根部位置出现金属疲劳裂纹导致热电偶连接处泄漏。如图1所示为热电偶套管在主蒸汽管上的位置；如图2所示的热电偶套管示意图；图3所示的是热电偶漏汽的位置；图4所示的拆除后做磁粉后显示的裂纹；图5所示的是焊接完成后的套管图。
1.1材质分析及硬度测量
为了找到热电偶套管出现裂纹的原因，首先对热电偶套管进行了光谱和硬度分析，这样可以排除因错用材质和硬度不够而出现的裂纹。表1为光谱分析结果报告单，表2为硬度测量值（HB）。
2安装过程
现场检修过程中，采用切割片进行切割打磨坡口后试装加工同尺寸的套管，发现套管与母管管座之间无间隙并且存有晃动，经对管座进行了4mm的打磨调整，套管与母管管座之间达到焊接工艺标准，从这一方面反映出安装主蒸汽热电偶套管套管时没有满足热电偶套管与母管管座压紧装配要求。
3焊接及热处理过程
3.1焊前预热
施焊前的预热温度为200～300℃，宽度以坡口边缘算起每侧不少于壁厚的5倍，保证预热过程加热均匀。采用电阻加热绳或履带加热片进行加热，热电偶测温，保温时间满足1h/25mm。除待焊区域外其余部位采用耐火保温材料包裹。焊接层间温度不大于350℃。预热及层间温度控制曲线如图6所示。
3.2焊接过程
3.2.1焊前准备
采用合金分析仪对原材料材质进行100％确认，杜绝错用焊接材料。采用机械方式将原温度套管切除，用角磨机将原有焊缝打磨干净，并将坡口及两侧10～l5 mm范围内打磨见金属光泽，不得有油污、铁锈，坡口处母材应无裂纹、损伤、毛刺等缺陷。
3.2.2焊口组对
焊件组对时做到内壁（根部）齐平，如有错口，其错口值不得超过管子厚度的10%，且不大于1mm。坡口间隙：4～5mm，钝边：1～1.5mm，坡口形式：单V型，坡口面角度：32±2.5°。
3.2.3焊接工艺
焊接材料：焊丝选用TGS-9cb Φ2.0，焊丝使用前打磨见其金属光泽。焊接位置： 2G；焊接方法：Ws。
焊接工艺参数如表3所示:
3.2.3.1制作汽室进行管内充氩保护。采用封堵等有效措施做好防止焊接过程中管内气体对焊接质量产生不良影响。
3.2.3.2施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，多层多道焊的接头应错开, 焊缝表面要圆滑过渡。
3.2.3.3引弧时在焊缝内采用短路引弧，钨极接触焊件的动作要轻，防止碰断钨极端头，造成夹钨。
3.2.3.4采用多层多道，填充层及盖面时，通过焊枪的摆动将熔滴带到坡口两侧，焊丝的给进量要严格控制，每道的厚度大约2～3mm，焊道排列如图7。
3.2.3.5每道焊接完成后应采用钢丝刷或扁铲将焊道浮渣清理干净，并控制好层间温度。
3.3焊后热处理
3.3.1升温速度≤150℃∕小时，降温速度≤150℃∕小时
3.3.2加热温度：760℃±5℃
3.3.3恒温时间：1小时
3.3.4降温温度到300℃以下温度不做控制，随机缓冷。热处理曲线见图8。
4暴露问题
热电偶套管套管在某锅炉厂进行装配，在装配过程中未严格按照图纸工艺要求将套管与母管管座必须确认压紧后方可焊接，套管未有效压紧致使三角锥部位与管道内壁配合未达要求存有间隙，气流冲击下长期振动，振动传到到套管根部，最终产生疲劳裂纹形成隐患并直接导致此次泄漏的发生。
5小结
1）发现1号炉主蒸汽管道热电偶套管泄漏后，立即组织对2号炉三个主蒸汽热电偶套管焊缝逐一进行磁粉探伤，同时在运行中采用听音棒判断三个温度套管部位均无异常。
2）加强对所有热力管道热电偶管座的监控。在机组运行过程中，点检、发电部人员进一步加强现场巡视，同时将主蒸汽3个热电偶套管作为重点巡查项目，重点关注其异音及振动情况，对出现异常的测点及时组织分析、诊断。
3）异常测点的处理。若在后续运行过程中出现热电偶套管部位存有异常，应在条件具备的情况下全面组织对同批次的设备开展切割普查。
4）制定此类状况下的应急预案，包括人员的安全隔离运行的调整，避免事态扩大造成人员及设备的损坏。
参考文献:
[1]《焊接工艺评定规程》 DL/T868-2014
[2]《火电厂金属技术监督规程》 DL/T438-2016
[3]《火力发电厂焊接技术规程》 DL/T 869-2012
[4]《焊工技术考核规程》 DL/T679-2012
[5]《火力发电厂焊接热处理技术规程》 DL/T819-2010
[6]《承压设备无损检测-磁粉检测》 NB/T 47013.4-2015
论文作者:王耀军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
标签：套管论文; 热电偶论文; 蒸汽论文; 温度论文; 管道论文; 所示论文; 裂纹论文; 《电力设备》2018年第14期论文;