高再管座断裂失效分析论文

《高再管座断裂失效分析论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、WGZ670/13.7-10型锅炉高再集箱管座焊缝开裂失效分析黄献华孙强新疆华电红雁池发电有限责任公司(830047)【文摘】针对#1炉高温再热器出口集箱接管座焊缝开裂原因进行了检验失效分析，同时提出了相关的处理措施，为解决爆管问题提供了技术依据。【关键词】高温再热器交变应力热疲劳开裂1.前言新疆华电红雁池发电有限责任公司#1锅炉为WGZ670/13.7-10型超高压自然循环、倒U型布置、一次中间再热、中速磨正压直吹式制粉系统、四角切圆燃烧、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢构架式锅炉，高温再热器共97排，每排6管圈，如下图，管径为＜l)51X3.5mm,集箱管座材质12Crl

2、MoV,锅炉设计参数见下表：项目单位MCRX况额定工况过热流量T/h670595蒸汽压力MPa13.713.7温度°C540540再热进/出口压力MPa2.47/2.322.20/2.07蒸汽进/出口温度°C312.7/540303.6/540流量T/h578.2516.5给水温度°C250.2243.4冷风温度°C2020热一次风温度°C307.4301.6热二次风温度°C321.2314.8排烟温度°C140.7136.72002年12月28日#1炉大罩内高温过热器爆管泄漏，紧急停炉后检查高过的同时发现高温再热器出口集箱如下管座（从左向右数）角焊缝环向开裂：C'l、C2、C

3、'3、C4、C'5、C6、C7、C8、C24、C25、C26、C40、C41、C42、C43、C44、C45、C46、C47、C48、C51、C52、C53、C55、C56、C58、C59、C60、C62、C63、C64、C65、C94、C95、C96、C97B'49、B'50、B'51、B'52、B'53、B'22、B'23、B'24、B'25、B*26共计46根。2•检验分析检验内容包括：•现场宏观检查；对高温再热器出口集箱46处焊缝开裂部分进行了外观检验，均发现是环向裂纹，同时短节并无明显胀粗现象;•现场再热器内壁氧化皮检验；对高温再热器出口集箱A、、B、排2X97根管座

4、进行了内壁氧化皮测量，管排的内壁氧化皮厚度均未超过0・15mm,市此说明高温再热器岀口集箱无超温现象；•实验室管样硬度检验；根据如下结果可知，高温再热器管样的硬度较均匀,硬度高，表明其损伤与超温关系不大；HVHB管样号点1点2点3平均值换算值B25198199197198188B、26195198197197187C、24199202199200190•断口宏观检验；对高温再热器管的开裂情况进行了宏观检查，结果如下:⑴开裂起始于管壁外表面；⑵断口表面不平整，起伏明显；⑶三个高温再热器管样的起始开裂部位均在两个相对约180度位置；图三：高再出口集箱接管座断裂图片•扫描电镜和能谱断

5、口检验；检查结果如下：⑴低倍下观察，所有管样的起始开裂部位集中于一个区域，而不是一点，即所谓的多源开裂；⑵起始开裂出均为于外表面，有沿晶开裂特征；⑶高倍下观察，起始开裂部位表面有较厚的高温氧化物，黑色，表明开裂时间较长；⑷在扩展过程后期，逐渐转为解理开裂特征，断口表面氧化现象逐渐减少，有明显的疲劳条纹现象，为低周期疲劳特征。•金相检验；(1)起始开裂部位为焊缝热影响区靠近母材的部位；⑵断口附近有沿晶二次裂纹，产生于氧化皮下，沿与断口约45。方向扩展，为典型的热疲劳特征；综合上述的分析判断，高温再热器管开裂原因是热应力交变引起的热疲劳机理。现场查看高温再热器炉顶密封部分所留膨胀间

6、隙太小，同时再热器管炉顶的外弯头少且弯曲半径较小，从而使管子无法消去自身产生的热膨胀。3.结论措施高温再热器管的开裂是由温度交变应力导致的热疲劳开裂现象，其根本原因是与高温再热器的设计有关。据有关资料介绍，大多数情况下，联箱管接座短节焊缝的热疲劳失效都与：⑴与缝边及集箱内孔表面的应力集中有关，焊缝边要加工成圆滑的形状。⑵与启停时，集箱和顶棚壁之间的温差有关，各个炉管的温度偏差不同，在管座焊缝处就会产生很大的应力。根据分析的结果，提岀将管子弯曲度加大以增加其柔性，来缓和应力集中的问题，即将高温再热器出口集箱内侧管(A、、BC、)全部更换为较大弯曲半径弯管的处理方案。A'f高再岀

7、A'/高再出存.口集箱，厂石.口集箱.