电站主蒸汽旁路管泄漏原因分析

电站主蒸汽旁路管泄漏原因分析

(国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830011)

摘要:一电站主蒸汽管道上的隔离门旁路管发生了泄漏。通过化学分析、力学性能测定、金相检验试验,认为该管段由于壁厚选择偏小,以及设计上忽略了管段的角度布置,而造成局部长期积水,最终因应力腐蚀而发生泄漏。

关键词:旁路管;泄漏;应力腐蚀;

1情况简介

一电站75t/h锅炉,2000年8月投产,累计运行50000h,其所配套主蒸汽管道上的旁路管发生泄漏,本文就此次泄漏原因进行了试验分析。该旁路材质为20G,规格为:φ57×3,泄漏位置发生电动隔离门的旁路管的底部(图1),

2试验分析

2.1破口宏观检查分析

该旁路管设计规格为:φ76×6,而实际采用的规格为φ57×3;泄漏部位是一环向裂纹,附近有明显的长期积水痕迹,底部有几处腐蚀,如图2所示。另外对其紧接的管段检查,发现有氧腐蚀泡,经酸洗后检查,腐蚀坑即可显现出来,见图3。管壁的环向裂纹,及裂纹附近存在的腐蚀现象,为明显的应力腐蚀形貌。

经强度核算φ57的管子,实际采用3mm的壁厚,刚刚满足该管段的最小需要壁厚,壁厚的富裕量很少,如遇到不正常的腐蚀,很难满足强度要求,故该管段的实际选用壁厚偏小。

2.2化学成份分析

该旁路管的设计材质为20G,经对其进行化学元素分析,所含元素与设计材质相符,见表1。

表1化学元素分析结果单位:%

2.3硬度试验

由于管壁较薄,所以只对其外表面管壁进行硬度试验,结果见表2。其硬度值符合20G要求。

表2硬度测试结果单位:HB

2.4金相组织检验

垂直于管壁裂纹纵向剖开进行金相组织检验;可明显看到

管壁的腐蚀形貌,见图4,以及裂纹在管壁的贯穿情况,见图5;可见裂纹即有沿晶也有穿晶,属明显的应力腐蚀裂纹特征,另外从金相组织上看属典型的20G组织:铁素体+块状珠光体;

图4管内壁微观腐蚀形貌(200×)图5裂纹形貌(500×)

3泄漏原因分析

从材质的元素分析、硬度及金相组织试验看,该管材符合20G的要求。根据设计图纸,该处管段原设计为φ76×6,但实际选用的规格为φ57×3,根据强度计算结果,3mm的壁厚刚刚满足最小需要壁厚,而实际选用的即为3mm,可见该管段的富余壁厚就很少了,如遇到不正常的腐蚀,将很难满足强度要求,所以该管段的实际选用壁厚偏小。

从泄漏管壁的腐蚀情况及微观金相分析看,应力腐蚀是此次泄漏的主要原因:首先该泄漏部位设计是水平段,如果管段与管座对接时有轻微向下倾斜,或者管内壁焊瘤较大,停机后就会造成少部分积水排不出去,长时间就会造成氧腐蚀;另外该水平管段较短,距离弯头及主蒸汽管都较近,在启停机时受到的各种应力也较大,所以这也为应力腐蚀创造了条件。

另外尽管设计上该旁路管上下两段都是水平布置,但从现场检查看,其上部分却是斜插向下布置的(见图1所示),而1号机该部位上下两段都是水平布置,可见该处管段实际安装并未按设计图纸进行,另外设计上也未充分考虑到:停机后该处的疏水是否能及时排出。

4结论及建议

4.1应力腐蚀是造成该部位旁路管段泄漏的主要原因;

4.2为避免因积水导致的腐蚀,应考虑该旁路管段布置的角度;

4.3检查其他机组类似情况的管段。

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