（广州市旺隆热电有限公司 广东广州 511340）
摘 要：电站机组的主蒸汽管及其旁路管为汽机房内汽水管道温度和压力最高的区域，其爆管泄漏给电厂的人员安全、设备安全、经济运行带来了较大影响。根据2016年10月11日1号机A主蒸汽管电动门旁路管爆管泄漏的情况，对泄漏管段进行了检验分析工作，包括宏观检查、几何尺寸测量、射线检测、化学成分分析、布氏硬度试验、金相分析。通过排除法，得出造成1号机A主蒸汽管电动门旁路管焊缝热影响区产生裂纹爆管的原因有以下两种可能：管道膨胀受力结构改变、开停机次数增加引起金属疲劳，并提出了相应的解决方法和应对措施，对机组的安全稳定经济运行具有重要意义。
关键词：主蒸汽旁路管；泄漏；热影响区；管道膨胀受力；金属疲劳。
1背 景
广州市旺隆热电有限公司1号机型号为110/C68-8.83/0.981,型式为高温高压、双缸、双轴、反动式、单抽、凝汽式汽轮机 ,额定功率为110MW，进汽温度为535℃，制造厂家为哈尔滨汽轮机厂。炉为DG420/9.8-Ⅱ2型100MW高温高压自然热循环煤粉炉—钢构架悬吊结构、单炉膛露天布置、平衡通风、四角切圆燃烧方式、固态排渣，制造厂家为东方锅炉厂，机组于2005年9月投运。
2016年10月11日09：45，1号机A主蒸汽管电动门旁路管发生爆管泄漏，10月11日16:00，1号机组与系统解列，停机期间对管道进行了更换处理。10月13日5:26，1号机组与系统并网。至停机时，机组已累计运行85014h。
1号机A主蒸汽管电动门旁路管设计压力为9.8MPa，设计温度为540℃，材质为12Cr1MoVG，规格为φ76×6mm，A主蒸汽管电动门旁路管管段间设计有1号手动门和2号手动门。A主蒸汽管电动门旁路管随机组安装时安装，至爆管时，该管道已累计运行85014h。机组开机过程中，A主蒸汽管电动门旁路管用于机组开机过程中的主蒸汽管管道的暖管及升压，机组开机过程中投入使用约30分钟，暖管及升压后，该管道1号、2号手动门处于常关状态。
2试验结果与分析
停机处理1号机A主蒸汽管电动门旁路管裂纹过程中，因实际情况对裂纹处进行了切割处理，无法取样进行实验室的进一步电镜观察和机械性能等分析，故本次分析与诊断采用排除法，将可能造成或影响1号机A主蒸汽管电动门旁路管焊缝热影响区的裂纹因素列出，然后逐一地分析与排除。
2.1宏观检查
爆管泄漏点的宏观检查结果具体如下：裂纹点位于1号机A主蒸汽管电动门旁路管电动门后管座第1道对接焊缝的热影响区处，处于管座侧热影响区处，裂纹方向对着1号机侧，裂纹沿焊缝方向开裂，长度为95mm，为贯穿性裂纹。泄漏点部位未见明显胀粗，远离泄漏点部位亦未见明显胀粗或异常。
2.2几何尺寸测量
爆管处裂纹两侧壁厚为5.82mm、5.84mm，按照GB/T 9222标准规定，壁厚减薄量未超标，远离爆口部位管段的壁厚减薄量亦未超标。
2.3射线检测
2014年底1号机组C修过程中，机炉外管道射线普查时对1号机A主蒸汽管电动门旁路管焊缝进行了射线检测，该处焊缝存在点状气孔1点、热影响区未见可见缺陷，按NB/T47013标准进行评定为Ⅰ级，评定合格。
2.4成分分析
采用Niton XL2-800直读式光谱仪对裂纹处、焊缝及另一侧母材进行光谱成分分析，其金属元素成分分析结果符合GB 5310对12Cr1MoVG的规定。
2.5布氏硬度试验
按照GB/T 17394标准要求，使用HT-2000A硬度计对裂纹处、焊缝及另一侧母材进行硬度试验，裂纹处热影响区硬度值为165HB，焊缝硬度值为176HB，另一侧母材硬度值为149HB，硬度值符合DL/T438规定的范围。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.6金相分析
在管样爆口部位和远离爆口部位进行金相复膜分析，采用OLYMPUS GX71光学显微镜观察，按照DL/T 674金相球化评级，分析结果如下：爆口部位金相组织为铁素体加珠光体，珠光体未见球化，为1级。远离爆口部位金相组织为铁素体加珠光体，珠光体未见球化，为1级。
3爆管原因分析
经上述综合检验分析，得出如下结论：管材和焊接材料使用正常；焊缝和热影响区未见超标缺陷，射线检测合格；裂纹处热影响区、焊缝和母材硬度均符合标准要求；④爆口部位金相组织正常。通过排除法，造成1号机A主蒸汽管电动门旁路管焊缝热影响区产生裂纹的原因有以下两种可能：
（1）、管道膨胀受力结构改变
至2016年1号机组C修，机组投产至今未对1号机A主蒸汽管电动门及其电动门旁路管进行过改造或更换，管道已运行11年，管道的膨胀受力趋于平衡状态。2016年4月1号机组进行了C级检修，检修期间，对1号机A主蒸汽管电动门进行了更换处理，更换过程中，假如焊接时两侧焊缝未能在自由状态下组对，焊接过程中向阀门两侧管道进行顶开焊接，使用外力强对口，1号机A主蒸汽管电动门旁路管因壁厚较薄（6mm），其承压外来强度能力较少，焊缝热影响区为焊缝区域强度最弱点，最容易引起开裂点为管座侧对接焊缝的管座侧热影响区，受内压力的影响，故开裂点应位于机侧方向，与此次裂纹位置符合。
（2）、开停机次数增加引起金属疲劳
至2016年10月11日1号机A主蒸汽管电动门旁路管裂纹停机，2016年1号机组进行了7次开停机，其中3次为机组跳闸停机、1次为机组紧急停机，未进行机组滑参数停机处理。机组开停机过程中，管道温度差变化较大，温差变化易引起金属的疲劳，焊缝热影响区为焊缝区域强度最弱点，经一定循环次数后产生微小裂纹，随着运行时间的增加，最终演变成穿透性裂纹，导致泄漏。
4暴露问题及应对措施
1、开停机次数增加引起金属疲劳
未进行机组滑参数停机，管道温度差变化较大，温差变化易引起金属的疲劳，使其产生外表面或内表面的微小裂纹，随着运行时数的增加，最终演变成穿透性裂纹，导致管道泄漏。
应对措施：尽量减少机组的开停机次数或没有滑参数的停机事件。
2、焊接时强行组对焊口焊接
焊件在组对定位的时候，因为种种原因致使焊接接头不能在自由状态下组对成合格的焊缝对口。必须借助外力强行组对，从而使管道的部分区域应力集中。
应对措施：强度高的低合金钢、高合金钢结构焊接，不允许强制组对。割管前须进行管道长度对比匹配，使焊接接头能在自由状态下组对成合格的焊缝对口，切莫进行强力对口焊接。
5 结语
机组的紧急停机和未经滑参数的停机可能会造成机组金属材料的疲劳，应尽量减少火力发电机组的开停机次数或没有滑参数的停机事件。同时，高温高压的管道进行焊接时，应严格按照焊接工艺卡执行，禁止强行组对焊口焊接。本文通过1号机A主蒸汽管电动门旁路管爆管技术分析，得出了爆管的原因，为火力发电厂汽水管道的技术监督提供了有利的参考价值。
参考文献
1）DL/T 438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》
2）DL/T 869-2012《火力发电厂焊接技术规程》
3）GB 5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》
4）GB/T 9222-2008 《水管锅炉受压元件强度计算》
5）NB/T 47013－2015《承压设备无损检测》
6）DL/T 773-2001《火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准》
7）GB/T 17394-2014《金属里氏硬度试验方法》
论文作者:李希续
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：旁路论文; 裂纹论文; 机组论文; 蒸汽论文; 管道论文; 金相论文; 电动门论文; 《电力设备》2017年第7期论文;