动力管道检验专题课件.ppt

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1、动力管道检验专题江苏省特种设备安全监督检验研究院缪春生目录1、概述2、在高温长期运行金属材料性能和组织的变化（材质劣化）3、检验案例1、概述动力管道的运行特点：（1）与锅炉系统相连，其失效不仅限于管道本身的失效，同时与锅炉的运行相关如水处理、除氧过程。（2）高温下运行，材料性能和金相组织的变化。（3）结构与强度的问题相当特出。一次膜应力、温差应力（二次应力）、应力松驰等（4）分类问题1、概述1、概述1、概述2、在高温长期运行金属材料性能和组织的变化2、1珠光体球化与石墨化珠光体钢的正常组织是由珠光体晶粒与铁素体晶粒组成。珠光体晶粒中的铁素体及渗碳体是呈薄片状相互间

2、杂的。而片状珠光体是一种不稳定的组织，其中的渗碳体有自行转变成球状并聚集成大球团的趋势。这种球化过程是以扩散为基础的，当温度较高时，原子的活动力增强，扩散速度增加，片状渗碳体便逐渐转变成球状，再逐渐聚齐成大球团。这种现象即称为珠光体的球化。石墨化：低合金钢在高温、应力长期作用下，珠光体内渗碳体分解出游离石墨的现象。珠光体球化分级2、在高温长期运行金属材料性能和组织的变化2、2蠕变损伤蠕变损伤是指金属部件在一定的温度和持续应力作用下产生缓慢的蠕变变形，由此导致金属材料微观组织和宏观组织的不连续性，例如蠕变孔洞和蠕变裂纹等，以及蠕变强度下降的现象。蠕变损伤评级可按单个蠕

3、变孔洞、方向性蠕变孔洞、链状蠕变孔洞、微观蠕变裂纹和宏观蠕变裂纹等级别评定。蠕变孔洞的形成：a)晶界是优先生成蠕变孔洞的部位，晶界上析出的碳化物和其他杂质都能促进蠕变孔洞的形成。b)蠕变孔洞多发生在与最大主应力轴垂直或成一定角度的晶界上。c)蠕变孔洞外形轮廓圆滑，多呈圆形或椭圆形。蠕变损伤评定，蠕变损伤检查方法按DL/T551-1994《低合金耐热钢蠕变孔洞检验技术工艺导则》规定进行。2、在高温长期运行金属材料性能和组织的变化2、3应力松弛金属材料长期在高温和较高应力状态下,如果维持总变形量不变,随着时间的延长,应力逐渐降低的现象称为应力松弛。在松弛过程中，虽然总

4、变形不变，但弹性变形将逐渐转变为塑性变形，从而使材料中的应力随时间而降低。因此，金属材料的松弛过程，实际上就是金属材料在高温下弹性变形转变为塑性变形的过程。低碳钢、低合金钢，在高温下均产生应力松弛现象。对于低碳钢，塑性应变速度与应力呈线形关系，在不同总应变时的图线斜率近于相等。对于低合金钢，塑性应变速度与应力的关系可分为两个阶段。在松弛的第一阶段，塑性应变速度不仅与应力有关，而且与总应变有关；在松弛的第二阶段，塑性应变速度仅与应力有关，而与总应变无关。由此可见，由于附管部件与管道的材质不同，在高温下应力松弛时的塑性应变速度不同，从而造成这二者之间变形不协调而形成撕裂

5、裂纹。3、检验案例3、1检验要点动力管道的全面检验按照《在用工业管道定期检验规程》（国质检锅（2003）108号）和《电站锅炉压力容器检验规程》DL647-2004的相关规定进行。主要检验项目有：外表面宏观检查、壁厚测定、表面无损检测、超声波检测、硬度检验、金相分析、光谱分析、椭圆度测量、蠕胀测量、安全保护装置检验以及支吊架检验及调整等。在动力管道检验中尚应当注意：瞬时超温现象和热疲劳现象（见后图）介绍某电站锅炉的事故案例瞬时超温管道的破坏热疲劳裂纹过热与疲劳联合作用下的破坏3、检验案例3、2主蒸汽管的检验（1）——主要检验项目检验项目及检验比例检验项目检验比例宏观

6、检验100%测厚检查管件部位：≥50%，直管部位：抽查表面检测管件焊缝：≥50%，弯头外弧：≥50%支管、支吊架角焊缝：抽查超声波检测管件焊缝：≥30%，弯头外弧：≥50%弯管椭圆度测量≥50%金相检验弯管、监察管段抽查硬度检验弯管、直管、焊缝抽查3、检验案例3、2主蒸汽管的检验（2）——硬度异常及焊接接头内部裂纹某电厂锅炉主蒸汽管道，于2005年8月投入使用，已累计运行约3万小时。该管道自过热器出口集箱起，至主汽门止。其参数为：设计压力17.6（MPa）工作压力）17.45（MPa设计温度546（℃）工作温度541（℃）管子材料牌号A335P91工作介质过热蒸汽管

7、道规格φ479.7×46.3φ338.8×32.9管道级别GC13、检验案例3、2主蒸汽管的检验（2）——硬度异常及焊接接头内部裂纹分析：该管道长期处于高温下（541℃，3万小时）运行，可能产生蠕变、材料劣化。在检验中应重点蠕胀测量；进行硬度检验和金相抽查；对硬度有怀疑的部位，应进行金相检查；该管道在锅炉停炉时的冷态到锅炉运行时的热态,存在较大的温差,有可能发生管系的变形。在检验中应重点进行支吊架的检查，对整个管系进行宏观检查，对水平管段的位移进行测量；材质为P91钢，属于马氏体钢，具有一定的冷裂倾向，应重点检查焊缝是否存在延迟裂纹等缺陷；3、检验案例3、2主蒸