闡述了主蒸汽管壓力表管開孔處內(nèi)壁裂紋產(chǎn)生的原因，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施及對策。

娘子關(guān)發(fā)電廠3號、4號機(jī)組為哈爾濱三大動力廠生產(chǎn)的100MW火力發(fā)電機(jī)組，分別于1980年11月和1982年9月投產(chǎn)，其主蒸汽壓力8.83MPa,蒸汽溫度為535"C,流量為雙管410t/h。在機(jī)組運行達(dá)10萬小時之后相繼發(fā)生主蒸汽機(jī)側(cè)4.5m壓力表管座處泄漏事故，嚴(yán)重影響到機(jī)組的安全運行。因此查找并分析其泄漏原因，提出相應(yīng)的預(yù)防措施和對策，對保證六大金屬部件的安全運行是十分必要的。

1.管座泄漏和主蒸汽管內(nèi)壁檢查情況

3號、4號機(jī)主蒸汽管規(guī)格為Y273X28，材料為10Crmo910，機(jī)側(cè)4.5m處均接有蒸汽壓力表管，規(guī)格為Y14X2.0，材料為12CrMoV，二者是由Y20，

Y14加強(qiáng)管座相連接。1999年在開機(jī)前水壓試驗中2臺機(jī)先后在此表管的管座角焊縫處發(fā)生泄漏。去除管座打磨后經(jīng)磁粉探傷檢查發(fā)現(xiàn)主蒸汽管開孔處存在3條放射狀裂紋，其中在開孔的后方裂紋最長，深度為8mm，裂紋宏觀可見內(nèi)有氧化物存在。后經(jīng)擴(kuò)孔至Y25mm左右檢查，開孔周圍其它裂紋均消除，而孔后方沿主蒸汽管汽流方向有一條裂紋在內(nèi)壁處仍未消除。為了將裂紋缺陷徹底消除，決定在開孔處前100mm和后700mm將主蒸汽管段割下。除對管內(nèi)狀況進(jìn)行檢查外，還對主蒸汽管內(nèi)壁裂紋的生成原因做了進(jìn)一步分析。

a)采用內(nèi)窺鏡對未割除兩端的主蒸汽管內(nèi)壁進(jìn)行了宏觀檢查，表管開孔處來汽端管內(nèi)壁未見異常，而表管開孔處后700mm以外主蒸汽管內(nèi)壁雖未發(fā)現(xiàn)宏觀裂紋，但內(nèi)壁表面被汽流沖刷呈粗糙的溝條狀。

b)對割下的約800mm管段內(nèi)進(jìn)行了宏觀檢查，表管開孔的來汽方內(nèi)壁未見異常，而表管開孔處及后方向上有多條裂紋存在。

2裂紋性質(zhì)

經(jīng)檢查分析認(rèn)為。

a裂紋屬冷熱疲勞裂紋。機(jī)組在運行中因工況突然變化，壓力表管中的飽和水回流，使主蒸汽管內(nèi)壁的局部溫度驟然降低，產(chǎn)生了較大的冷熱交變應(yīng)力所致。

b隨著機(jī)組運行時間的增長，飽和水回流次數(shù)增加，在開孔周圍及后方的管道內(nèi)壁上逐漸萌生裂紋并逐步沿伸增大，最終在管孔處發(fā)生泄漏。

c根據(jù)相關(guān)資料介紹，此類疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展總壽命約為5000周次。

3.裂紋形成原因分析

3.1連接方式及長度的影響

主蒸汽壓力表管從開孔處接出后分3路接至主汽壓力表盤、就地壓力表盤及壓力變送器3處，且均為盲腸性死管。在機(jī)組啟停時管內(nèi)蒸汽極易受到管壁冷卻而形成飽和水。連接管路愈長，分路愈多，則熱損失愈大，越容易形成飽和水，形成的飽和水量就愈多，致使主蒸汽管內(nèi)壁產(chǎn)生裂紋所需時間愈短.

3.2壓力表管的保溫

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，壓力表管路上的保溫老化、脫落、殘缺不全，有的管段甚至無保溫，致使表管熱損失加大，更容易產(chǎn)生大量的積水。

3.3水壓試驗

機(jī)組在水壓試驗時，由于此表管為盲腸管，管內(nèi)有可能存有大量的積水無法排凈，隨著主蒸汽溫度升高后，大量積水回流到主蒸汽管表管開孔處后

方，這也是造成疲勞裂紋生成的一個原因。

3.4機(jī)組運行參數(shù)的變化

機(jī)組調(diào)峰升降參數(shù)，特別是鍋爐滅火、汽輪機(jī)突然甩負(fù)荷等引起的參數(shù)突變，更容易造成表管中飽和水回流，使主汽管內(nèi)壁局部溫度驟降，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。

3.5機(jī)組啟停次數(shù)及運行時間

隨著相組啟停次數(shù)和運行時間的增加，熱疲勞周次也隨之增加，裂紋擴(kuò)展加快。

4.預(yù)防措施及對策

根據(jù)多年來的工作實踐和對熱疲勞裂紋萌生壽命的理論估算，鑒于目前我國火力發(fā)電機(jī)組設(shè)計技術(shù)現(xiàn)狀，無法徹底根除此類裂紋的產(chǎn)生。也就是說此類裂紋的產(chǎn)生是必然的，只不過發(fā)生的時間早晚與所采取的措施有直接關(guān)聯(lián)。

a在條件允許的情況下’從設(shè)計時和改造中應(yīng)考慮盡量減少壓力表管的長度’以減少管內(nèi)飽和水量。

b重視儀表管路的保溫工作，選用性能較好的保溫材料對此類管路予以全部保溫。

c改進(jìn)此類表管與主蒸汽管內(nèi)壁的連接方式。在管座上加裝一只套管，并伸進(jìn)主汽管內(nèi)壁10mm?15mm,減少飽和水直接流到主汽管內(nèi)表面造成主汽管內(nèi)壁局部溫度驟降而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。

d水壓試驗后，設(shè)法將此類管內(nèi)積水排凈。

e加強(qiáng)對機(jī)組運行燃燒調(diào)整和汽輪機(jī)油質(zhì)的監(jiān)督管理，盡量減少鍋爐滅火和汽輪機(jī)甩負(fù)荷等引起的機(jī)組參數(shù)波動。

f當(dāng)表管處發(fā)生泄漏時，除了對泄漏處進(jìn)行處理外，還要對主汽管開孔處內(nèi)壁，特別是孔后方管道內(nèi)壁進(jìn)行相應(yīng)探傷檢查，確保裂紋及時得到發(fā)現(xiàn)和消除。在機(jī)組運行5萬小時后對該處主汽管道,尤其是開孔處對應(yīng)后方約1m處管段進(jìn)行超聲波探傷，以期能及早發(fā)現(xiàn)蒸汽管內(nèi)壁存在的裂紋。在機(jī)組運行10萬個小時后，結(jié)合對機(jī)爐外部直徑小于Y76mm管道的更新，應(yīng)對開孔處蒸汽管道進(jìn)行全面檢查、鑒定、更換，以確保重大金屬部件的安全運行。