国产P91、P22蒸汽管道材质状况评估.pdf

甘 肃 电 力 技 术 27 国产P91、P22蒸汽管道材质状况评估 张得君 卢向权 崔雄华 曹剑峰 (张掖发电有限责任公司 甘肃省张掖市 734000) 【摘 要】 对 2号机组所用国产P91主蒸汽管道和P22高温再热蒸汽管道进行了制造工艺过程和制造质量 过程控制情况追踪调研、实验室抽样理化检测分析、现场金相和硬度普查、逐件无损检测，在综合分析的基 础上对管道的使用安全性进行了综合评估。 【关键词】 国产蒸汽管道 金相组织 无损检测 状态评估 1 前言 3．1 化学成分分析 2号机组是300~IW亚临界燃煤发电机组，B-MCR 从剩余管道上割取的P91和P22管段进行化学分 工况下过热蒸汽出口温度为 541℃，出口压力为 析，结果表明所有合金元素 ( Si、Mn、Cr、Mo、V、 17．53 a，再热蒸汽进 口、出口温度为 330．1℃和 Nb、Ni、N)均在 AS娅 SA335的合金成分要求范围 541℃，进 口、出口压力为 3．79MPa和 3．41MPa。 之内，S、P、A1等3种杂质元素均控制在较低的水平。 四大管道中的主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道 3．2 宏观和微观组织检查分析 设计和招标合同中为美国威曼高登钢管厂生产的进 宏观金相中P91塑性夹杂物 1．5级，脆性夹杂 口钢管。2006年 6月末，2号机组全部安装完毕准 物 1．5级；P22钢塑性夹杂物 1级，脆性夹杂物 1．5 备整套启动试运行时，发现供给和已安装在 2号机 级，符合 GB／T53l0—1995中要求小于 2．5级的要求 。 组上的主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道是国内某钢 P91试样的组织为典型的回火马氏体，内外壁组 管厂生产的国产管道，是冒充 日本住友公司管道、 织均匀一致 。 带有 “SA~ITOJAPAN”标志的P91、P22钢管。由于 P22钢的组织为铁素体+回火贝氏体，属于P22 国内该钢管厂生产 P91等高温高压大 口径管道的历 钢的典型组织，但铁素体块粗大；管子横截面的宏 史很短，经验不足，生产工艺、检验手段等存在很 观组织中在 内壁有明显的带状组织。带状组织的形 多不完善之处，导致产品存在潜在的安全运行问题。 成是钢锭中合金元素偏析、制管过程中将其沿主变 由于主蒸汽、高温再热蒸汽管道承受高温高压， 形方向拉长、偏析的元素改变了碳的扩散速率、在 且贯穿机、炉之间，质量关系到机组运行安全和职 特定冷却速率中形成的 (带状组织中元素分布不均 工的生命安全。为了确保 2号机组蒸汽管道运行安 匀)，能谱分析结果也证明了这一点。 全，公司决定在 2号机组正式投运前联合西安热工 3．3 显微维氏硬度测试结果分析 研究院有限公司对国产P91、P22蒸汽管道材质状况 对P91的试样进行了大量的显微维氏硬度测试， 进行技术、安全性能评估，以便为下一步制定合理 硬度值在Hv1o0194～Hvlo0231．5之间，未发现硬度 可行的检修、监督或更换决策提供必要的技术依据。 值特别高 (未回火马氏体)和硬度值特别低 (铁素 体和珠光体)的情况。结合微观组织观察，可以排 2 钢管生产过程的调研追溯 除关于正火后是否冷却充分的疑问。 按照钢管生产厂的全部钢管生产工艺流程考察 对 P22钢管沿壁厚方向进行了大量的维氏硬度 了生产车间，包括钢坯储存和无损探伤、中心孔机 测试，结果表明外壁