锅炉再热蒸汽管道焊缝失效原因探讨

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1、锅炉再热蒸汽管道焊缝失效原因探讨华能金陵发电限公司丁吉荣摘要:目前国内超超临界机组的主蒸汽和再热蒸汽热段管道普遍采用了P92钢管道，对P92钢管道的合理运用已就成为我们重点关注的话题。目前国内外，对P92钢大管道的焊缝失效案例相对较少，本文意在通对某电厂锅炉再热蒸汽热段P92钢管道焊缝的失效原因进行分析探讨，提出相应的防范措施，供大家借鉴。关键词：P92管道失效焊缝一、事故经过某电厂#1机组为1030MW超超临界燃煤发电机组，采用哈尔滨锅炉厂制造生产的HG-3100/27.46-YM3型超超临界变压运行直流锅炉，机组于2009年

2、12月23日通过168小时试运行。2010年3月12日，发现锅炉B侧再热蒸汽热段管道泄漏（见图1）,当时机组负荷为1004MW，主蒸汽出口温度为587℃、压力为26.0Mpa，再热蒸汽出口温度588℃、压力5.37Mpa。当时，#3机组投入生产运行约1600小时。图1再热蒸汽热段管道焊缝开裂二、调查与分析1、管道情况锅炉侧再热蒸汽热段管道由末级再热器出口集箱引出，沿锅炉左右两侧水平布置。再热蒸汽热段管道材质为SA－335P92材料、规格为φ836×46。在锅炉左右两侧管道上各设计了1只水无压试验堵阀和1只弹簧式安全阀，还安装了6

3、只支吊架。堵阀材质为SA－182F92，带有长为200mm过渡段，规格为φ848×61.5mm。锅炉左右两侧再热蒸汽管道安全阀处各有一只安全阀平台（如图2），为在机组调试期间临时加装的。安全阀平台位于管道正上方，刚好卡在管道的安全阀和其中的一只Z向阻尼器之间。锅炉左侧安全阀平台底部四脚与锅炉钢梁相焊接相连，整体刚性较强，不可以随管道的移动而移动；右侧的安全阀平台底部两脚与锅炉钢梁相焊接相连，另两脚悬于钢梁上，可以随管道的移动而移动。检查时管道还完全处于热态，锅炉左侧的安全阀平台一侧已与阀体相碰，右侧的平台与阀体还有一定的距离。锅

4、炉左侧再热蒸汽管道从集箱出口弯头到安全阀位置处，长约15米的这段管道，一端为锅炉出口，另一端受安全阀平台的限制，无法自由膨胀收缩。在此管道焊缝失效前，锅炉共经多次的启停。图2安全阀的检修平台2、开裂焊缝外观情况因现场焊接施工的需要，对焊缝两侧管道都进行了坡口加工处理，使现场实际焊接厚度为42mm。泄漏部位位于左侧管道锅炉出口弯头后、堵阀前的安装焊缝上，处于管道周向焊缝的下部，为穿透性开裂，长约650mm，无明显的朔性变形，呈现出脆性断裂特征。裂缝沿着管道的周向，处于焊缝的中间部位，基本顺着焊缝表面形成沟槽。管道焊缝的表面（特别是

5、在管道的下部）处理情况不良，焊缝表面的焊渣未清理干净，焊道之间的焊接接沟槽未进行打磨处理，且有的沟槽底部较为尖锐。管道下部焊缝的表面状况见图3。管道焊缝表面焊接沟槽的形成应与焊接施工不规范和质量控制不严等因素有关。在焊接的施工过程中，制定的焊接工艺未能得到严格的执行。可能在焊条直径的选用、焊接参数控制、操作手法等方面存在一定的问题，使焊缝表面焊道之间未能圆滑过度，留有尖锐的沟槽；焊接结束后，焊工和各级检查验收人员未能及时发现并处理焊缝表面存在的危险缺陷。图3管道下部焊缝的表面状况3、焊接质量追溯和复查对该P92钢管道焊缝的焊接施

6、工质量进行追溯，查阅该焊缝的焊接及热处理施工方案、作业执导书、工艺评定、工艺卡、施工记录、金属检验报告、质量验收记录、热处理记录曲线、焊材的质量保证书及其复检和领用记录、参加施工人员的资质等，均未发现明显的问题，均能符合DL/T438-2009《火力发电厂金属技术监督规程》及其它有关标准和导则的要求。还对其它P92钢管道对接焊缝质量进行了外观和检验。对开裂焊缝所处的管段全部8道焊缝进行宏观检查；对泄漏焊缝及其两侧管道母材进行了光谱和硬度检验；对同侧堵阀后的和对侧堵阀前后的3道安装焊缝进行了外观、光谱、硬度、超声、磁粉项目的检查；

7、还担任该焊缝焊接任务的两名焊工所施焊的其它P92钢管道焊缝进行外观和相关金属项目的检查。检查结果均未发现异常情况，主要合金元素含量、硬度值、无损检测结果等，均能与原检验报告相符，且均符合有关标准和导则的要求。4、开裂焊缝内部质量跟踪管道恢复采取切除开裂焊缝，重新焊接的方法。在焊缝的车削切除的全过程中，对每层车削后的焊缝金属表面状况跟踪检查，还进行了着色检验，每层的焊缝金属表面始终呈显良好的金属光质，在缝隙周围未发现有夹渣、气孔、分层及裂纹等异常情况。图4、图5人别为车削后的焊缝金属表面情况和对车削后的焊缝表面进行着色检查。在焊缝

8、厚度还剩约5mm时，测量裂纹长度为420mm。在此时，并管道上部焊缝部位上钻孔，用内窥镜检查管道根部焊接情况。检查结果显示焊缝根部焊接成型较好，与两侧母材过渡平缓，未见有明显的错口、未焊透、内凹等焊接缺陷存在。图4车削后的焊缝金属表面情况图5对车削后的焊缝表面进