管道失效分析和对策措施.pdf

浙江钱清发电有限责任公司 管道失效隐患分析及防范对策 前言：本文结合公司#1、#2 机组管道安装情况，对管道设计、安装存在的不足可能导致的失效类型进行了 分析，提出了解决失效隐患的改进措施。 『』 一、管道的损坏现象主要有以下几种形式 1 ： 1. 蒸汽管道的高温蠕变疲劳损坏。主要发生在蒸汽温度高于 480 摄氏度的主蒸汽管道、再热热段蒸汽管 道及一些高温的承压部件如：异种钢焊缝、弯头、阀门、三通等部件，由于存在较高的热应力而容易因蠕 变疲劳提前失效。这些部件的使用寿命主要由材料的高温蠕变强度及部件承受的应力所决定。 2. 管道过载荷引起的损坏。如果实际载荷超过了计算假设的热负荷、静力学和动力学数据，则发生了过载 荷行为。原因可能有： 1) 调节装置失灵。 2) 冷却水管道、喷水管道及阀门尺寸选择错误。 3) 水击、凝结水冲击。如管道水击或汽锤引起管道的变形、断裂损坏。此种损坏现象主要发生 在管道投运时疏水不尽所致。我公司对外供热母管曾经发生一起水击，导致多处管道脱离支架。长兴发电 有限责任公司＃2 炉再热热段管道在冲管时发生水击现象，导致管道多处变形，吊架损坏。 4) 压力冲击 5) 形状错误或不佳，尤其是承受蠕变应力的部件 6) 负荷过渡方式错误 7) 封闭的介质液体受热 8) 支吊错误或失灵 9) 材料错误 3. 管道振动引起的损坏。振动可引起断裂或摩擦部位的管道断裂。引起管道振动的原因主要与管道及支吊 系统的设计维护有关。 4. 管道及接管座的热疲劳损坏，包括母管管孔处的热疲劳裂纹。主要发生在喷水减温器、喷水减温减压阀 及喷水阀后管道及存在滞留蒸汽管道的管孔及接管座上，热疲劳裂纹产生的机理如下：蒸汽管道支管中存 在滞留而引起水滴落在该管壁上的情况时，由于水和蒸汽间存在着巨大的温度差，介质接触表面产生很高 的表面应力，引起管道内壁形成网状（或放射状）裂纹，如图1 （北仑电厂再热热段至低旁暖管管道角焊缝 上裂缝）和图2 （某电厂再热器微量喷水减温器后管道内壁网状裂纹）所示。蒸汽的过热度越高，出现冲击 裂纹的危险就越大。在很长的管道上加保温层并不能组织凝结水的产生，这样做只能使凝结水量少一点而 已。此种损坏现象最多，大多由于设计考虑欠妥及安装失误引起。 裂纹 图1 北仑电厂再热热段至低旁暖管管道角焊缝上裂缝 图2 某电厂再热器微量喷水减温器后管道内壁裂纹 5. 管道的冲刷、气蚀，壁厚减薄引起泄漏。对有汽水两相流的管道，壁厚因冲刷减薄现象非常严重，如高 加疏水、给水泵再循环管道等。图3 所示为＃2 炉连排疏水扩容器进口疏水管弯管处因汽水冲刷引起壁 厚减薄的宏观照片。 图3 ＃2 炉连排疏水扩容器进口疏水管弯头冲蚀照片 6. 管道的腐蚀。除输送酸、碱等化学腐蚀性介质的管道外，容易腐蚀的管道主要为冷却水管道，因内部使 用未经处理的生水引起的有氧腐蚀。疏水不畅的压缩空气管道内壁也经常发生腐蚀损坏。 7. 机械损伤。如管道外壁的砸伤、电弧灼伤等引起管道有效壁厚减薄及可能引起应力集中而导致设备提前 失效。 8. 管道内部固体物质在设备部件上的粘结或沉积。主要发生在灰浆管道、石膏乳剂管道上面。 以上这些影响因素单独或共同地作用于整个管道系统上，就使管道提前失效。 二、按以上8 种类型的管道损坏结合我公司管道实际设计安装情况，对管道失效隐患进行了以下分析： 1．存在高温蠕变疲劳损坏的管道设备主要有：主蒸汽管道及再热热段管道、焊缝、各集汽联箱及导汽 管弯头、高温高压阀门（包括电动主汽阀、自动主汽阀、中联门等）、热电偶管座等。其中最易提前失效部 位弯头背弧部位。尤其弯管的蠕变疲劳裂纹最危险，从开始发现蒸汽泄漏到管道断裂的时间非常短，常常 导致事故的发生。 1.1 对此类缺陷的预防措施只能是定期无损探伤及金相检查，以期通过金属组织变化及探伤结果对管道 进行寿命评估，及早更换。 1.2 热电偶接管座的蠕变失效现象也是非常多的，公开发表的文献记载有：江西贵溪发电厂#1 机组主蒸