电厂用不锈钢管的破坏原因和对策研究

论文摘要

本文通过对某火力发电厂锅炉用马氏体不锈钢管和汽轮机用奥氏体不锈钢管两起损坏事故的调查了解,运用现代的失效分析方法和手段,将事故钢管取样进行宏观检查、管子壁厚测量、化学成分测定、力学性能试验、金相组织检查、断口电镜扫描、X射线衍射物相分析等,分别找到了锅炉用马氏体不锈钢管发生爆管和汽轮机用奥氏体不锈钢管破裂的原因,提出了相应的解决问题的办法,为保证设备安全运行,预防类似事故的发生提供技术保障。通过失效分析发现,电厂锅炉用马氏体不锈钢受热面管爆管的主要原因之一是超温运行,对新建机组来讲,超温又主要来自管内异物堵塞,因此,在电站设备安装期间尤其要加强对集箱、受热面管屏内部清洁度的检查,厂家设备到达施工现场时需用内窥镜进行全面检查,在设备组装后期还需用内窥镜再次进行全面检查,只有这样才能在机组试运行和今后生产运行过程中不发生因异物堵塞造成的爆管;而电厂汽机用奥氏体不锈钢管设备焊缝由于在使用前即存在较为严重的晶间腐蚀,在应力作用下,晶间腐蚀裂纹快速发展,从而在管子运行初期即发生裂开的现象。由此,我们从上述两个事故中需要吸取的经验教训是,一是要严格执行产品使用前的质量验收制度,尤其对奥氏体不锈钢需要进行晶间腐蚀方面的检查。二是要加强锅炉制造和安装期间设备内部清洁度的检查。唯有如此,才能保证电力设备的长周期安全稳定运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 综述
• 1.1 论文研究的内容
• 1.2 我国电力工业的发展历程和现状
• 1.3 不锈钢管在火电厂的应用及其发展
• 1.4 失效分析概论
• 1.4.1 失效分析的意义
• 1.4.2 失效分析的目的
• 1.4.3 导致零构件失效的因素和失效模式
• 1.5 裂纹或爆破失效分析内容
• 1.6 裂纹或爆破失效分析的主要手段和方法
• 1.6.1 检查事故现场
• 1.6.2 事故过程调查
• 1.6.3 技术检验和鉴定工作
• 1.7 锅炉用马氏体不锈钢受热面管的爆管
• 1.7.1 锅炉用钢的发展趋势
• 1.7.2 不同部件的锅炉用钢考虑的因素及注意事项
• 1.7.3 不同部件的锅炉用钢的使用范围
• 1.7.4 管道破裂的类型及断口特征
• 1.8 奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀
• 1.8.1 晶间腐蚀产生的原因
• 1.8.2 影响晶间腐蚀的因素
• 1.8.3 防止晶间腐蚀的措施
• 1.9 本课题断裂失效分析的方法及原理
• 1.9.1 X 射线物相分析法
• 1.9.2 扫描电子显微镜（SEM）观察法
• 1.10 小结
• 2 锅炉高温过热器管爆管原因分析
• 2.1 某火力发电厂高温过热器简介
• 2.2 过热器用T91 钢的强韧化机理
• 2.3 样品简况
• 2.4 检验结果
• 2.4.1 宏观观察
• 2.4.2 化学成分复查
• 2.4.3 金相组织分析
• 2.4.4 机械性能检查
• 2.4.5 物相分析
• 2.5 结果分析
• 2.6 结论
• 3 汽机主油泵润滑油出口管裂纹原因分析
• 3.1 汽机主油泵的作用
• 3.2 样品简况
• 3.3 检验结果
• 3.3.1 宏观观察
• 3.3.2 壁厚测量
• 3.3.3 化学成分复查
• 3.3.4 金相组织观察
• 3.3.5 断口及弯管内表面扫描电镜分析
• 3.3.6 X 射线衍射物相分析
• 3.4 结果分析讨论
• 3.4.1 弯管生产工艺分析
• 3.4.2 晶间腐蚀敏感性
• 3.4.3 焊缝腐蚀
• 3.4.4 弯管直管腐蚀分析
• 3.5 结论
• 4 火力发电厂不锈钢管破坏的原因综述
• 4.1 火力发电厂用不锈钢管的分类及应用
• 4.2 锅炉受热面管过热爆管的分类及特征
• 4.2.1 过热的概念及分类
• 4.2.2 长期过热爆管的特征
• 4.2.3 短期过热爆管的特征
• 4.3 锅炉受热面管过热爆管的原因
• 4.4 汽轮机用奥氏体不锈钢管破坏的原因
• 5 防止火力发电厂不锈钢管破坏的对策
• 5.1 防锅炉用不锈钢管过热爆破的措施
• 5.2 防汽轮机用奥氏体不锈钢管破坏的措施
• 致谢
• 参考文献