摘要：本文针对某电厂670MW机组后屏过热器泄漏问题，进行了宏观检查与检验、金相组织分析、硬度检验及应力分析，最终确定后屏过热器泄漏的主要原因是应力拉裂造成的，与滑动夹持块结构型式不合理和焊缝应力过大有关。
关键词：应力拉裂；滑动夹持块；后屏过热器；原因分析
1.概述
2019年8月28日，某电厂670MW机组备用后启动，4时01分，机组并网，7时47分，机组负荷517MW，主汽压力19.1MPa，主汽温度525℃，锅炉受热面炉管泄漏报警，就地检查发现炉膛内有泄漏声，判断泄漏位置位于炉右侧后屏过热器区域。
2.宏观检查与检验
2019年8月30日进入炉内检查，发现后屏过热器炉右数第4排，内2圈管子出口滑动夹持块与管子焊缝熔合线外侧爆裂，与焊缝熔合线成45°角，爆口开裂较大，但爆口管壁周围无明显减薄（爆口宏观照片见图1），泄漏管子材质T23、规格φ47.6*7.5mm。后屏过热器位于炉膛出口折焰角前部，共20屏，每屏21个U形管圈，管圈最外侧管子有3块滑动夹持块，其余每根管有4块滑动夹持块，每屏滑动夹持块沿高度方向有5层，约16000只（夹持块分布见图3-1），检查发现后屏部分滑动夹持块发生开裂。
对爆裂的管子取样检测，爆口边缘金相组织正常、硬度值（160-180HBHLD）符合标准要求；爆口管段无胀粗现象。对炉右数第3排和第5排，各抽取2根进行金相检验和硬度检查，均符合标准要求。金相组织分析见图2-1、图2-2。
后屏过热器共5层滑动夹持块，检查下部2层滑动夹持块，部分滑动夹持块角焊缝存在裂纹，割除6块进行检查，裂纹未伤及母材。对炉右数2-9排管屏进行射线检测，未见氧化皮脱落堆积及其它异物。对机组运行启动速率进行检查，运行升温率控制≤1.5℃/min，未超过运行规程要求。
3.原因分析
（1）拍片检查后屏过热器，未发现氧化皮脱落现象。检查爆口，周围无老化裂纹，取样检测爆口部位，金相组织正常，未发生相变（见图2-1），不符合过热特征，排除了管子过热泄漏的可能。
（2）现场检查屏过滑动夹持块，普遍存在焊缝开裂现象，经锅炉厂现场确认，该种形式夹持块设计不合理，夹持块的母扣承受较大的应力，上海锅炉厂后期进行了优化改造，滑动夹持块优化前结构见图3-1，优化后结构见图3-2，优化后的滑动夹持块缓冲空间更大，柔性增强，滑动夹持块焊缝及热影响区受力较改造前减少。
（3）爆口沿滑动夹持块角焊缝母材侧熔合线成45°开裂，爆口部位无明显减薄。
综合上述分析，本次泄漏原因为应力拉裂造成的，与滑动夹持块结构型式不合理和焊缝应力过大有关。
4.处理措施与防范
（1）对滑动夹持块进行检查，裂纹长度超过角焊缝长度一半的，割除滑动夹持块，管子打磨探伤后再重新焊接，焊前滑块也需要打磨。采用镍基焊丝焊接，焊后不需热处理；裂纹长度低于角焊缝长度一半的，不割下滑动块，打磨检测。
（2）检查滑动夹持块焊缝裂纹是否伤及管材，伤及管材的，应对管材进行打磨、检验，管材裂纹深度超过1mm的，更换管段；管材裂纹深度不超过1mm的，打磨圆滑过渡。
（3）以上检查处理完毕后，进行锅炉水压试验检漏。
（4）后屏过热器采用的滑动夹持块结构不合理，联系锅炉厂研究确定改造方案。
（5）机组启动过程中，运行严格控制锅炉升温升压速度小于运行规程限值。
（6）定期对T23管材进行寿命评估，根据评估结果及时进行改造。
（7）有类似设备的单位要及时与原设备制造厂家交流沟通，跟踪和掌握设备厂家对滑动夹持块缺陷的改进工艺，以便采取相应措施，确保锅炉安全运行。
图3-1 后屏夹持块分布型式
图 3-2 目前厂家改进后夹持块分布型式
论文作者:1刘天佐,2孟祥泽
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/9
标签：金相论文; 裂纹论文; 应力论文; 机组论文; 管材论文; 过热器论文; 见图论文; 《电力设备》2019年第15期论文;