锅炉水冷壁上升管插座疲劳裂纹检验及处理

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1、2009年12月Dec．2009第37卷第6期(总第205期)Vol_37No．6(Ser．No．205)锅炉水冷壁上升管插座疲劳裂纹检验及处理ExaminationandTreatmentforFatigueCracksinWater～fallRisingTHbes王跃战，张慧娟，孙学海(1．国电吉林热电厂，吉林吉林132021；2．大唐珲春发电厂，吉林珲春133303)摘要：介绍了汽包水冷壁上升管插座检验过程及方法，通过对腐蚀性热疲劳裂纹的原因分析及汽包水冷壁上升管插座焊接应力的分析，对插座更换过程中如何控制焊接残余应

2、力进行论述，并采取热焊法及冷焊法2种处理方案，对汽包水冷壁上升管插座进行更换，保证了锅炉安全稳定运行。关键词：水冷壁上升管；检验；热疲劳裂纹；焊接应力中图分类号：TK223．31文献标志码：B文章编号：1009—5306(2009)06—0043—03汽包由圆柱筒和两端封头焊接而成的，是给水根据劳动部1999年颁布的《锅炉定期检验规和蒸汽系统的枢纽。来自省煤器出口的给水进入汽则》及DL647-2004(电站锅炉压力容器检验规程》包，并通过下降管将水送入水冷壁下联箱，水冷壁受中有关汽包检验重点规定，结合5号、9号锅炉运行热后

3、产生的汽水混合物也回到汽包。汽包还装有各实际情况，2005年对2台炉小汽包各种插座进行检种型式的汽水分离装置，回到汽包内的汽水混合物验。经过汽水分离装置把蒸汽分离出来，经过清洗净化，1．1现场检验将饱和蒸汽送入过热器。由于汽空间的汽包壁温与对2台锅炉小汽包水连通管插座、汽连通管插汽包工作压力下的饱和温度相适应，水空间并不是座以及水冷壁上升管插座各抽查4根，进行宏观检所有壁面温度都与汽包工作压力下的饱和温度相适查及着色探伤，未发现缺陷。应，这种给水方式使得水空间的汽包壁温与饱和温1．2试验室检验度存在差值，离给水部位越远的汽

4、包壁部位，其温度试验室对现场割取的各4根插座试样进行X越接近饱和温度，反之，偏离饱和温度值越大。由于射线探伤，5号锅炉水连通管插座、汽连通管插座均这种不均匀的汽包壁温度场产生的热应力，使得汽未发现缺陷，3根水冷壁上升管插座有疲劳裂纹，1包运行工况劣化，容易产生热疲劳裂纹。根未发现缺陷。9号锅炉水连通管插座、汽连通管插座均未发现缺陷，3根水冷壁上升管插座有疲劳裂1检验情况纹，1根未发现缺陷。根据检验结果，对2台锅炉汽包水冷壁上升管插座再各抽查4根，发现5号锅炉2根水冷壁上升国电吉林热电厂5号锅炉由前苏联TK3工厂制造，型号为

5、Tn一230—2，1958年11月投入使用，累管插座有疲劳裂纹，2根未发现缺陷；9号锅炉2根水冷壁上升管插座有疲劳裂纹，2根未发现缺陷。计运行35×10h，启停次数为434次，小汽包材质为22号钢，其水冷壁上升管材质为20钢，规格为声76mm×6mm。国电吉林热电厂9号锅炉由哈尔2原因分析滨锅炉厂制造，型号为321—230／100，1961年3月投入使用，累计运行33×10h，启停次数为429次，小对5号炉小汽包炉后甲至乙第2排，由上至下汽包材质为22G，其水冷壁上升管材质为20钢，规第3根水冷壁上升管插座横截面取样进行宏

6、观及微格为476mm×6mm。观分析。收稿日期：2009—09—07作者简介：王跃战(1972一)，男，工程师，从事火电厂锅炉运行工作。·43·2009年12月Dec．2009第37卷第6期(总第205期)Vo1．37No．6(Ser．No．205)2．1宏观分析水冷壁上升管插座内壁有大量密集的相互平行的环向裂纹，且有明显的腐蚀坑，腐蚀坑的大小不一。裂纹与腐蚀坑密切相连，裂纹由内壁向母材扩展，裂纹深度最大约4mm，裂纹形态及腐蚀坑见图1。图3200倍向母材内部扩展的裂纹环。这样就会在受热面管中产生交变热应力，此热应力与其它

7、应力相叠加。随着启／停炉和温度波动的次数增加，经受多次热应力的反复循环作用。当热应力循环达一定次数后，在上升管的某些薄弱部位就会产生疲劳裂纹，使受热面管产生热疲劳破坏。裂纹扩图1水冷壁上升管内壁裂纹及腐蚀坑展速度取决于热应力大小、循环次数和材料性能。2．2微观分析发生热疲劳破坏的金属表面一般有2种裂纹：对上述水冷壁上升管插座进行微观分析，试样一种是密集的相互平行的丛状裂纹，并沿垂直于受浸蚀后在显微镜下观察，内壁较远处金相组织正常，热面管的轴向分布，为环向裂纹；另一种是网状裂纹为珠光体+铁索体，球化级别2．5级，未发现晶间裂

8、或龟裂。此次国电吉林热电厂5号、9号锅炉小汽包纹(见图2)。内表面发现许多小裂纹，一些小裂纹由水冷壁上升管插座热疲劳裂纹为环向裂纹，这种方水冷壁上升管内表面逐渐向金属母材内部扩展，图向性是由于管子的轴向刚性大于横向刚性所致，即3为其中1个裂纹的形貌。裂纹有穿晶型的，也有沿管子的轴向受到约束，产生这种热疲