600mw空冷机组排汽管道恒力吊架吊环断裂分析及处理

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1、600MW空冷机组排汽管道恒力吊架吊环断裂分析及处理（大唐彬长发电有限责任公司陕丙咸阳713201）摘要：分析了大唐韩城第二发电有限责任公司#3机组在试运期间发生的空冷排汽管道恒力吊架吊环断裂的原因，并针对存在的问题，提出了解决方法，保证了机组的安全运行。关键词：空冷吊环断裂排汽管道载荷热处理工艺大唐韩城第二发电有限责任公司汽轮机由东方汽轮机厂制造，型号为NZK600-16.67/538/538型，亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，汽轮机具有七级非调整回热抽汽，汽轮机额定转速为3000转/分。额定主蒸汽

2、压力16.67Mpa,主汽温度为538°C,再热蒸汽温度538°C。汽轮发电机设计额定出力600MW,最大连续功率为637.3MW,最大保证出力658.6MWo空冷支吊架为业主招标采购项目，由×××厂供货，GEA设计确认。按照GEA设计资料和制造厂家提供的工厂资料，GEA设计的单根刚性连杆额定荷载为1050SKN,生产厂家根据GEA提供的额定载荷进行的刚性连杆设计，承载力为1590KN,其结构采用标准件形式。U4恒力弹簧支吊架的设计技术数据表如下：由于该刚性连杆安装位置相对狭小，要求外形尺寸不能

3、太大，所选用的材料强度要高，42CrMoA有强度高的优/?:，σb≥1080MPa。同时，42CrMo只有良好的热处理性能，它的淬透性好，可以保证刚性连杆異有优良的综合性能，在-40°C〜60°C都具有良好的初性。所以生产厂家选用42CrMo材质制作吊环及吊杆。一、事件发生经过：2008年6月6日，#3机组首次带负荷试运，1:46分负荷290MW，由于锅炉爆管机组打闸停机，16:01分机组破坏真空，约18:20分，听到连续两声的金属断裂声，检查后发现#3机空冷A侧排汽管道U4恒力弹簧吊架两根刚性连杆上部吊环在机组

4、停运16小时后突然断裂。经过检查发现整个A侧排汽管道已下落约120mm,U4恒力吊架下部的导向支架横梁被排汽管道挤靠，致使横梁冇弯曲现象，排汽管道支撑塔架未发生明显偏斜，4台恒力弹簧全部释放，管道上的各波形膨胀节出现可接受的变形（经膨胀节厂家确认过，不影响正常使用），施工单位立即组织人员将排汽管道、塔架进行临吋加固，确保不发生管道下滑及塔架变形事故。二、原因分析：（一）设计方面分析：1、事故发生后，经过西北设汁院确认，刚性连杆强度设汁满足要求。（二）安装质量分析：A侧排汽管道由于在施工过程中管道倾斜角度控制不良，导致排汽管道与塔架

5、相对位置，向空冷侧偏移约130mm（检査U4下部滑动支架处），经计算由此造成4个恒力弹簧受力不均匀小于5T,经支吊架生产厂家现场确认，不影响支吊架正常使用。初步判断：该合金钢的毛坯存在原始的内部缺陷（缺陷采用补焊处理方式），热处理工艺没有达到设计要求，是造成该杆件强度不够发生断裂的主要原因。其中材料环部和杆部应力集中部位存在缺陷的连杆，在管道各种应力的作用下首先发生断裂，形成的冲击载荷导致另一个吊环发生脆性断裂。三、临吋处理措施：考虑刚性吊杆吊环制造加工工期较长（约需10天以上），现场决定将#4机组B侧整套U4恒力弹簧吊架移用至#

6、3机A侧排汽管道上，并对吊环进行临吋加固，加固载荷按照设计载荷30%计算，加固方式为在原有吊环的下部做一套箱梁双吊杆横担（吊杆规格为M42），每根吊杆分担载荷为1ST。在排汽管道塔架上部加装4台150T千斤顶，将排汽管道顶起来，再把刚性连杆上横梁与恒力弹簧吊杆相连，确保试运工作能够继续进行。五、工厂监造情况1、原材料为沙钢集团生产的42CrMo、交货状态为9英

7、*见方、长6米的连铸钢胚料，奋合格的材料质量证明书，厂家提供的材料化学分析复查报告，其化学成分符合标准要求，现场进行了光谱分析也确认材料中确有Cr、Mo等42CrMo应有

8、的合金成分，可以认为使用材料的牌号是正确的。2、42CrMo材料经调质处理后的硬度在HB192〜203之间，热处理操作程序符合规范，达到热处理的预期效果。3、吊环内孔部分在热处理前己粗车出来，内孔须粗车成形，留余量控制在单边不大于5mm以内，保证调质层的深度，调质完后使用线切割加工到要求的配合尺寸。4、螺杆与拉环的联接部位不砬清角，而以车制R弧过渡，R弧半径应在50mm左右，以有效消除不必要的砬力集中。5、热处理厂提交其热处理报告及热处理时的热功仪表记录，硬度检测报告。6、锻件粗加工后进行了磁粉探伤，并出具探伤报告，消除了锻造裂纹

9、、夹层等锻造缺陷。7、热处理后还进行了超声波探伤检查，出具探伤报告，以确认工件上是否仍有细小裂纹或其它缺陥存在。8、在锻造时以相同的锻造工艺锻制2根标准试棒进行金相分析及理化试验，并提交了实验报告，符合相关标准规定。六、结论及建议从目前国内600M