关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 某电厂减温减压器管道出口异径管件周向开裂原因分析.doc

某电厂减温减压器管道出口异径管件周向开裂原因分析.doc

某电厂减温减压器管道出口异径管件周向开裂原因分析.doc

上传者: 宋茜茜的小窝 2018-02-22 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《某电厂减温减压器管道出口异径管件周向开裂原因分析doc》,可适用于综合领域,主题内容包含某电厂减温减压器管道出口异径管件周向开裂原因分析摘要:为了查明某自备电厂号减温减压器管件开裂泄漏原因利用外观分析、化学成分分析、显微组织检测等试验方符等。

某电厂减温减压器管道出口异径管件周向开裂原因分析摘要:为了查明某自备电厂号减温减压器管件开裂泄漏原因利用外观分析、化学成分分析、显微组织检测等试验方法对管件开裂原因进行了试验分析。结果表明管件由于减温减压器运行时介质温度频繁变化产生的交变热应力同时由于管件属于异径结构存在较多变截面区域在频繁的交变应力作用下在焊缝附近沿管件内壁、外壁变截面处应力集中区域开裂泄漏属于疲劳导致的失效。此外管件化学成分、抗拉强度、延伸率均符合相关技术标准屈服强度低于标准要求。关键词:减温减压器异径管件周向裂纹疲劳前言由于现代动力工程和热能技术要求高温―高压锅炉产生过热度极高的过热蒸汽但对某些设备工艺要求这样的蒸汽也许是过于或过热的。例如:当换热器用于制程操作时使用过热蒸汽由于低的传热系数而降低效率使用饱和蒸汽更加适合。另外当高压的半饱和蒸汽减压至低压时在下游出口会产生过热度。这样都需要将过热的蒸汽降温至所需的接近饱和的温度这就需要减温器。在很多情况下需对高压过热的蒸汽同时进行减温和减压。减温减压装置是高效节能环保产品。为了满足不同设备丁艺要求通过采用减温减压(减温、减压)器实现全套智能化自动控制并同DCS系统联网。某化工自备电厂号减温减压器在运行过程中管道出口处发生蒸汽泄漏。随后停运发现出口处的异径管件在焊缝附近出现周向裂纹。该减温减压器为进口设备有关设计参数如下:正常流量tH进口蒸汽温度、压力MPa出口蒸汽温度、压力Mpa。减温减压器实际工作压力为MPa实际流量未超tH运行温度减温减压器管道出口异径管件安装于年月份减温减压后的中温中压蒸汽输往化工区使用。泄漏发生时该设备运行仅个月。减温减压器管道出口异径管件材质均为G其中沿钢管内壁变截面处开裂的位置规格为Φmm以下均称Φmm管件沿外壁变截面开裂钢管最大直径处规格为Φmm以下均称Φmm管件。为了查明管件开裂泄漏原因利用外观分析、化学成分分析、显微组织检测等试验方法对管件开裂原因进行了试验分析。试验分析情况化学成分分析在Φmm和Φmm管件上分别取样进行化学成分分析按照GBT《碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)》在型号SPECZROMAXx台式直读光谱仪上进行试验检测数据见表结果表明管件化学成分均符合G钢相关标准的技术要求。表管件G钢管化学成分检测表单位:检测元素碳C硅Si锰Mn磷P硫SΦ,管件Φ,管件GB标准要求,,,允许上偏差室温拉伸试验在Φ,管件上取样进行常温拉伸试验按照GBT《金属材料室温拉伸试验方法》在型号CTM电子万能试验机上进行试验检测数据见表结果表明管件母材抗拉强度、延伸率均符合G钢相关标准的技术要求屈服强度低于标准要求。表管件G机械性能测试结果测试项目屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)断后伸长率()测试值GB标准要求,宏观检验管件裂纹分别位于焊缝附近两侧的钢管母材变截面处其中一侧裂纹沿钢管内壁变截面周向分布另一侧裂纹沿钢管外壁变截面处周向分布见图,。管件显微组织观察在Φ,管件和Φ,管件上分别取样按照DL,T《火电厂金相检验与评定技术导则》利用型号为AxioObserverAlm金相显微镜进行显微组织观察Φ,管件显微组织正常(见图)为铁素体珠光体根据电力行业相关标准要求该组织基本无球化、石墨化现象开裂位置位于母材裂纹尖端圆钝裂纹沿内壁加工刀痕扩展见图,。Φmm管件显微组织正常(见图)为铁素体珠光体根据电力行业相关标准要求该组织基本无球化、石墨化现象开裂位置同样位于母材裂纹尖端圆钝裂纹沿外壁加工刀痕扩展见图,。试验结果及分析按照GBT《碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)》分析表明Φmm、Φmm管件的化学成分均符合G钢相关技术标准的要求。管件显微组织正常为铁素体珠光体组织基本无球化、石墨化现象表明管道无过热老化现象。常温拉伸试验表明Φmm管件的室温抗拉强度、延伸率均符合相关技术标准的要求但屈服强度偏低易在低应力下产生塑性变形促使疲劳裂纹形成。由于减温减压器出口管道主要以承受介质温度频繁变化引起的疲劳载荷为主而异径管件的使用为了便于焊接需要加工管壁形成变截面区域导致应力集中加快了疲劳破坏的速度因此异径管件的使用在设计上存在缺陷。安排对减温减压器管道支吊架进行了全面检查未发现有明显变形的支吊架。且在根据资料说明两点:)中间支架脱空减温减压器一次应力超标喷水阀后管道容易产生裂纹)中间支吊架脱空在大小头的小头处一次应力并不大(一次应力合格)在支架脱空情况下管系应力不是该处产生裂纹的主要原因。所以管道支吊架检查只作为次要原因。根据资料表明减温减压器管道上下存在较大的温差尤其是在某种切换工况时管内可能存在凝结水高温蒸汽通过管道使无水的管壁快速升温从而造成低温处较高的轴向拉应力这种较高的热应力或者热疲劳应力是裂纹开裂的主要原因。所以减温减压器管件失效是由于运行时介质温度频繁变化产生的交变热应力作用在管件内壁、外壁变截面处的应力集中区域沿加工刀痕开裂并导致蒸汽泄漏属于热疲劳导致的管件失效。结论及对策减温减压器管件失效的主要原因是由于热应力或者热疲劳应力由于运行时介质温度频繁变化产生的交变热应力作用在管件内壁、外壁变截面处的应力集中区域沿加工刀痕开裂并导致蒸汽泄漏属于热疲劳导致的管件失效。异径管件在减温减压器出口管道的使用设计上存在缺陷容易在加工过程中造成管道内壁留有加工制造缺陷进而造成应力集中区疲劳开裂。建议减温减压器管道在出口处更换为无截面变化的直管道避免加工制造过程中的刀痕缺陷造成应力集中区。管件无老化过热现象不存在超温运行的情况。但在实际操作过程中仍然应该注意避免超温导致管道产生老化现象进而产生裂纹。检查类似结构的减温减压器出口管件变截面区域防止疲劳引起管件开裂泄漏。在减温减压器日常运行过程中注意检查支吊架完好情况。虽然支吊架脱开等不是发裂纹开裂的主要原因但支吊架损坏后也会造成应力集中诱发裂纹扩展。Φ,管件的屈服强度偏低易在低应力下产生塑性变形促使疲劳裂纹的形成建议更换为屈服性能合格的材料或者彻底更换为屈服性能更好的材料。参考文献白会平牟福祥李世虎等减温减压调节装置在电厂的应用分析及功能探讨J电气传动自动化():李奇成海涛晏如等GB高压锅炉用无缝钢管S北京:中国标准出版社励德成徐俊卜永康等DLT火电厂用号钢珠光体球化评级标准S北京:中国电力出版社李耀君肖向东张淑霞等DLT碳钢石墨化检验及评级标准S北京:中国电力出版社侯旭明刘素芬王立杰等盘齿轮失效分析J理化检验物理分册():刘源于金江徐岩等单晶高温合金的冷热疲劳裂纹生长行为研究J稀有金属材料工程():陈峰任文红刘晋普号、号减温减压器支吊架系统运行状况分析J山西建筑():王仁智吴培远疲劳失效分析M北京:机械工业出版社吴连生失效分析技术M重庆:四川科学技术出版社

用户评论(0)

0/200

精彩专题

上传我的资料

每篇奖励 +2积分

资料评价:

/6
0下载券 下载 加入VIP, 送下载券

意见
反馈

立即扫码关注

爱问共享资料微信公众号

返回
顶部