锅炉管典型事故案例解析.ppt

案例1 案例3 案例4 事故爆口形貌特征 谢 谢 锅炉管典型事故案例解析 主讲：王朝军 时间：2011年7月 机组容量：300MW 缺陷设备名称：后屏过热器 缺陷初始位置：左数第10后屏前数第14根内圈加持管异种钢接头中间焊口 缺陷管材质：焊口上部G102、焊口下部SA-213TP347H 缺陷管规格：Φ54×9mm 缺陷失效类别：异种钢接头焊口蠕变损伤 首爆口特征：爆口周围管子内、外壁未见腐蚀坑穴；未发生管壁胀粗、减薄、过热迹象；断裂面平整且位置基本一致，断裂面位于G102一侧熔合线上边缘，具有该类接头早期失效的典型特点；断口环状开裂周长约170mm，裂口最宽处缝隙约1mm，裂缝为锯齿形，复员开裂焊缝后无缺损丢失部分，焊缝两端管径测量仍然为54mm。 原因分析：磁记忆检测发现，异种钢接头存在较严重应力集中，加速了碳迁移。该焊接接头G102侧热影响区的碳含量相对较高，较多的碳化物得以析出、聚集，使材料的蠕变强度降低，蠕变脆性增大，同时也使基体固溶体中Cr含量下降，材料的抗氧化能力降低，高温运行中该部位表面优先氧化。同时，碳化物析出聚集破坏了晶界部位显微组织的连续性，构成环境中的氧向接头内部扩散的快速通道，晶界氧化后形成的氧化物比容增大，在晶界造成“楔子效应”，使晶界的内应力增大，蠕变沿晶界滑移。而滑移的结果使晶界的缺陷增多，又促进了晶界氧化向内扩展，最终在G102侧熔合线附近形成了一个薄弱区域。 事故爆口形貌特征 环状开裂部位 上部断口 下部断口 图1：首爆口复原后形貌特征 图2：断口截面形貌特征 案例2 时间：2005年7月 机组容量：300MW 缺陷设备名称：包墙过热器 缺陷初始位置：水平烟道下部包墙过热器前数第1根管（标高51.5米） 缺陷管材质：SA-210C 缺陷管规格：Φ51×6mm 缺陷失效类别：焊接质量不合格（咬边） 首爆口特征：宏观检查首爆管鳍片部位存在较为严重的焊接缺陷。破口沿焊缝熔合线母材一侧纵向开裂，咬边深度达2mm；破口附近管壁厚、管外径未见明显变化。外泄气流将相邻管间鳍片吹损严重同时将炉后侧水冷壁拉稀管（规格Φ63.5×7.5mm）右数第34根管吹爆，次爆口呈“口唇”状开裂，轴向长约170mm，径向宽约55mm，破口边缘管壁减薄明显似“刀刃”状，最薄处仅有1mm；破口附近管径无胀粗现象；破口管子内、外壁无腐蚀、氧化、结垢现象发生。 原因分析：由于鳍片原始基建安装焊缝焊接时采用大电流或电弧过长、焊条倾斜角度不正确，致使焊接边缘局部加热过于集中造成临近焊缝母材出现被熔化现象，即“咬边”缺陷。随机组长期运行，咬边部位强度最薄弱点首先发生疲劳裂纹并延伸贯穿至管内壁，是造成此次事故的主要原因。 事故爆口形貌特征 咬边产生微裂纹部位 时间：2001年12月 机组容量：300MW 缺陷设备名称：低温过热器 缺陷初始位置：左数第18排前数第4根管（标高44米） 缺陷管材质：SA-210C 缺陷管规格：Φ57×7 mm 缺陷失效类别：原始材质缺陷（裂纹） 首爆口特征：首爆口沿管子弯头侧外弧呈纵向笔直开裂，两侧较尖，张口极小，长约40mm，最大缝隙宽度约0.5mm；爆口处管壁无减薄、管径无胀粗迹象；首爆管弯头部位椭圆度未超标；爆口附近管子内、外壁光洁，无过热、无氧化迹象。 原因分析：经对首爆口管内壁侧外弧处清洗仔细检查有微小裂纹存在，判断为管材拉拔工艺不当或原坯原料中有缺陷（裂纹或气泡等）造成，微裂纹伴随机组频繁增减负荷、升降温，在交变应力作用下，由管内壁逐渐向外壁扩展直至贯穿管壁，最终无法承受管内介质压力，由裂纹转化成开裂是此次事故的主要原因。 事故爆口形貌特征 裂纹导致开裂 时间：2009年11月 机组容量：300MW 缺陷设备名称：上层低温过热器 缺陷初始位置：左24排从下向上数第4根管下部180度角范围（位于前排第12根吊挂管处） 缺陷管材质：SA-210C 缺陷管规格：Φ57×7mm 缺陷失效类别：原始材质缺陷（翘皮） 首爆口特征：爆口形似不等边三角形呈纵向撕