在役碳钢过热器集箱蠕变寿命的精算方法-南京市锅炉压力容器检验.PDF

在役碳钢过热器集箱蠕变寿命的精算方法 （南京市锅炉压力容器检验研究院 210002 ） 摘 要：某电站锅炉碳钢过热器集箱超期服役、超温运行后材质退化较 严重。传统 L- M 方法存在缺陷与较大误差。老化因子修正法充分考虑了材料老 化导致材料性能劣化因素而引入新概念，使高温部件寿命评估技术由估算发展到 精算的新阶段。本文特参照提出本例集箱测试方案，必将使其状态评估、寿命评 估结果具有更高的可靠性。 关 键 词：电站锅炉 碳钢过热器集箱 老化因子 测试 一、 问题的由来 某石化企业乙烯装置是上世纪 八十年代末从日本东洋工程公司引 进的大型成套化工装置。该装置中三 台超高压辅炉长期带满负荷作为主 力 锅 炉 使 用 。 前 两 台 锅 炉 （U-BF1201 ）系日本Babcock-Hitachi （B.H.K ）公司制作的BA-34 型双汽 包正压燃油锅炉，第三台锅炉（#C 炉）为国产仿型扩容制造，如图一所 示。 在 2008 年 3 月我院对此三台超 高压电站锅炉内部检验时检出#C 炉 高过出口集箱主安全阀管座焊缝上 120mm 长裂纹后，对该炉各过热器 图一、锅炉结构示意图： 集箱等增加金相检验项目，进而发现 珠光体球化达 4 级以上部位有：高过 出口集箱焊缝与热影响区、低过出口集箱母材（有的已出现双晶界现象）、高过 受热面背火面、低过受热面迎火面等。 金相资料对比表明，集箱球化程度最恶劣处却是位于低碳钢（20G ）的低温 过热器出口集箱母材上。具体情况如下： 锅炉规格及主要参数： 锅炉型号: HG-220/11.6-Y1 额定蒸发量: 220 T/h 额定蒸汽压力: 11.66 MPa 额定蒸汽温度: 525 ℃ 制造厂名称: 哈尔滨锅炉厂 制造年月: 1990 年 9 月 安装竣工日期: 1991 年 11 月 投用日期: 1991 年 12 月 累计运行时间: 13.3 万小时 燃料: 重油、裂解油、LPG. 球化严重部位金相点示意图： 减温器 导汽管 低过出口集箱 金相点 高过出口集箱 球化金相照片摘录如左： （低过出口集箱母材：Ф273 ×38、20G ） 母材 250X ，球化程度 5 级 (珠光体形态已经消失，碳化物粒子在 铁素体晶界上分布，出现双晶界现象) 超温现象分析： 该炉超期服役、长期满负荷运行。查阅有 关锅炉设计资料，此集箱设计温度为 418 ℃。 #A 、#B 炉为日本原装， #C 炉为国产化仿制 、 扩容设计，为初次设计，经验不足未经运行工 况验证调整。 经对各部分热量比例粗算、过热热偏大； 运行期间进行过低过受热面管有过减量改造可为佐证； 查两日本炉原设计材质用低碳钼钢（16Mo）, #C 炉仿制、采用低碳钢（20G ） 以低代高，钢材耐热性能明显低于原设计。 如右照片所示，运行中存在烟气横向热流偏差，使右端温度比左端偏高。