許昌龍崗電廠660MW機(jī)組主汽出口管道P92彎頭硬度低原因分析及處理

陳惠超

摘要：在許昌龍崗電廠660MWA機(jī)組#3機(jī)組停機(jī)檢修期間，發(fā)現(xiàn)鍋爐側(cè)主汽出口彎頭硬度偏低，經(jīng)全面分析后確認(rèn)是由于出廠熱處理加熱恒溫工藝不當(dāng)引起的，我們對彎頭進(jìn)行了恢復(fù)熱處理，解決了硬度低的問題。

關(guān)鍵詞：660MWA 主汽彎頭 硬度低

1. 系統(tǒng)介紹

許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司二期2×660MW超超臨界機(jī)組鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，鍋爐最大連續(xù)出力（B-MCR）2000 t/h，主汽出口溫度605℃，材質(zhì)P92。

2. 問題描述

2.1 主要問題

大唐許昌龍崗電廠#3機(jī)組自2009年6月投入生產(chǎn)使用，2014年5月機(jī)組金屬檢驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)爐頂左側(cè)前一個主蒸汽管道的彎頭硬度值偏低，不符合DL/T438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》附錄C中SA-335P92硬度值的控制范圍（180 ～ 250HB）的有關(guān)規(guī)定，金相組織異常，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。調(diào)查發(fā)現(xiàn)此彎頭由三大動力廠外協(xié)單位生產(chǎn)，制造水平較為低下，近年來國內(nèi)出現(xiàn)大量P92主汽管道、彎頭硬度不合格問題，給機(jī)組運(yùn)行帶來巨大安全隱患，造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，探索可行的處理方法和技術(shù)支撐勢在必行。

2.2 彎頭硬度分布（見表一）

3. 原因分析

由試驗(yàn)所取管段硬度測試結(jié)果可知，所取管段存在硬度不均勻分布，低硬度區(qū)硬度在150HB左右，金相組織為過回火組織形貌，力學(xué)性能分析強(qiáng)度偏低，明顯低于標(biāo)準(zhǔn)要求的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，光譜分析材質(zhì)正常。分析認(rèn)為是由于基建時熱處理工藝不當(dāng)所致。對于此類大型彎頭部件，燃?xì)饣蛉加蜔崽幚頎t在大批次管件熱處理過程中，靠近燃料高速燒嘴部分熱處理溫度相對較高，上一工序正火或淬火形成的針狀馬氏體在此部分過熱，碳化物析出，形成大塊狀鐵素體。從而造成此處硬度檢測數(shù)據(jù)明顯低于標(biāo)準(zhǔn)要求。

2009年12月國家能源局頒布實(shí)施了DL/T438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)，增加了對9%～12%Cr材料鋼制管道硬度監(jiān)督檢驗(yàn)要求，明確指出：P92類管段母材硬度應(yīng)均勻，且應(yīng)控制在180HB～250HB，在DL/T438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)頒布之前，9%～12%Cr材料母材硬度按照ASME標(biāo)準(zhǔn)控制在250HB以下，焊縫硬度方面國內(nèi)大部分基建單位依據(jù)DL/T850-2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行硬度控制，兩個標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定焊縫硬度值一般不超過母材硬度值加100HB，當(dāng)合金含量>10%時，布氏硬度值≤350HB。由于P92材料含量大于10%，造成生產(chǎn)安裝單位在P92材料焊接熱處理后進(jìn)行檢驗(yàn)時認(rèn)為布氏硬度值在≤350HB即認(rèn)為合格。

由室溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果可知，低硬度區(qū)力學(xué)性能大幅下降，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均低于標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)斷口位置均在低硬度區(qū)，這說明低硬度區(qū)是管段運(yùn)行中最危險部位。

所取管道彎頭外壁有氧化皮裂紋，厚度約0.05mm，經(jīng)過打磨后不影響安全使用。低硬度區(qū)試樣經(jīng)重新熱處理后，其金相組織和硬度均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，硬度及金相組織不合格管段經(jīng)重新熱處理后可重新使用。

4. 處理方案

割除不合格彎頭，進(jìn)行恢復(fù)性熱處理。按1040℃～1080℃溫度控制淬火處理，淬火后按750℃～1080℃溫度控制進(jìn)行高溫回火處理，處理后的彎頭硬度、力學(xué)性能和組織符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可重新投入生產(chǎn)使用。對于沒有條件進(jìn)行馬上處理的管件，應(yīng)盡可能減少機(jī)組頻繁負(fù)荷變動、超溫運(yùn)行，盡快結(jié)合機(jī)組檢修進(jìn)行處理更換。

參考文獻(xiàn)：

1、 上海鍋爐廠提供的安裝圖紙

2、 《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》