超超临界锅炉屏式过热器爆管原因研究

摘要

基于探究某电厂T92钢屏式过热器管发生爆管原因的目的 ,采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验等方法对失效管段取样进行试验.试验结果表明,管子化学成分符合ASME SA-213制造标准要求;爆口区域管子金相组织为铁素体+碳化物,马氏体板条位向已严重分散,呈显著老化状态;离爆口稍远的区域金相组织为正常的回火板条马氏体形态,组织老化较爆口位置轻微的多.结合爆口部位在安装过程中有热矫正过程,认为爆口位置金相组织老化与安装过程中的热矫正有关.在此基础上,采用Larson-Miller参数法对管子的使用寿命进行了估算,得出当安全系数为1.2时,使用寿命仅为11.6万h,该规格的管子在目前的运行参数下使用寿命相对较短.综合上述分析,管子化学成分符合ASME SA-213制造标准要求,可排除材质错用的情况;管子安装过程中存在热矫正工艺不当的问题,导致爆口局部区域的显微组织形成了铁素体+碳化物的非正常组织,组织状态恶化,力学性能及持久强度显著下降,经长期服役后,导致了上述局部薄弱区域发生开裂爆管;此外,管子初始设计壁厚偏薄在一定程度上也促进了该管段的过早失效.提出了对屏过联箱密封结构进行改造、加装壁温测点、根据最新技术标准对管子进行重新设计、对锅炉可靠性进行评估等防范措施,对避免同类问题再次发生具有参考意义.