350MW亚临界锅炉低温再热器失效分析

张乾乾; 张建伟

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2024.04.10

失效分析及修复 | 浏览量 : 0 下载量: 8 CSCD: 0

PDF
导出
分享
收藏
专辑

350MW亚临界锅炉低温再热器失效分析
Failure Analysis of 350MW Sub-critical Boiler Low Temperature Reheater
2024年54卷第4期页码：71-76
收稿：2023-06-09，

修回：2023-11-01，

纸质出版：2024-04-25
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.04.10
稿件说明：

移动端阅览

张乾乾，张建伟.350MW亚临界锅炉低温再热器失效分析［J］.电焊机，2024，54（4）：71-76. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.04.10.

ZHANG Qianqian, ZHANG Jianwei.Failure Analysis of 350MW Sub-critical Boiler Low Temperature Reheater[J].Electric Welding Machine, 2024, 54(4): 71-76. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.04.10.

摘要

某电厂350MW亚临界锅炉在进行水压试验时发现低温再热器管与管卡TP310H/T12异种钢焊缝发生了泄漏。通过化学成分分析确认两侧母材化学成分符合标准要求，T12钢侧母材发生2级老化。金相观察发现T12钢侧熔合线存在氧化缺口和孔洞，为焊接接头薄弱区域。异种钢接头化学成分差异导致其抗氧化性降低出现氧化缺口，管卡自身结构为了约束低温再热器管道的移动与膨胀产生的结构应力进一步促进氧化缺口沿管壁扩展；结构性未焊透处熔合线两侧硬度值相差过大促进了裂纹的萌生，扫描电镜分析确认氧化缺口的存在是失效的主要原因。设计时要尽量将异种钢接头用于低应力、低拘束的工况下，及时进行相关检查。

Abstract

During the pressure test of a sub-critical boiler in a power plant

it was found that the weld between the low temperature reheater pipe and the pipe clamp TP310H/T12 dissimilar steel leaked.Based on the analysis of macroscopic morphology

chemical composition

microhardness and microstructure of the failed dissimilar steel pipe samples

it was concluded that the chemical composition of the base metal on both sides meets the requirements

and the base metal on the side of T12 steel undergoes two-level aging. The fused line of T12 steel side is the weak area of welded joints. The chemical composition difference of dissimilar steel joints leads to oxidation resistance. In order to restrain the structural stress of low temperature reheater pipe and further promote the expansion of oxidation notch along the pipe wall.The large difference of hardness values on both sides of fusion line at the incomplete penetration of structure promotes the initiation of cracks.Dissimilar steel joints should be used as far as possible under the working conditions of low stress and low restraint and relevant inspections should be carried out in time.

关键词

Keywords

references

杜宝帅，金树生，张忠文，等 . T91/TP347H异种钢焊接接头开裂失效分析［J］. 电焊机， 2021 ， 51 （ 12 ）： 46 - 49，62 .

DU B S ， JIN S S ， ZHANG Z W ， et al . Cracking failure of welded joint of T91/TP347H dissimilar steel ［J］. Electric Welding Machine ， 2021 ， 51 （ 12 ）： 46 - 49+62 .

李克俭，李晓刚，张宇等 . 异种金属焊接接头微观组织演化及高温失效机理综述［J］. 电焊机， 2020 ， 50 （ 9 ）： 17 - 43 .

LI K J ， LI X G ， ZHANG Y ， et al . Microstructure evolution and high temperature failure mechanism of dissimilar metal welded joints ［J］. Electric Welding Machine ， 2020 ， 50 （ 9 ）： 17 - 43 .

范志东，张志博，徐刚，等 . 长期服役后TP304H/T22型异种钢焊缝失效原因分析［J］. 热加工工艺， 2019 ， 48 （ 17 ）： 175 - 178 .

FAN Z D ， ZHANG Z B ， XU G ， et al . Failure Reason Analysis of TP304H/T22 Type Dissimilar Steel Weld after Serving for Long Time ［J］. Hot Working Technology ， 2019 ， 48 （ 17 ）： 175 - 178 .

陈鑫，蔡文河，张坤，等 . 火电厂异种钢焊接接头早期失效研究现状［J］. 焊接， 2018 （ 02 ）： 19 - 25 .

CHEN X ， CAI W H ， ZHANG K ， et al . Overview of early failure of dissimilar steels joint in power plants ［J］. Welding & Joining ， 2018 （ 02 ）： 19 - 25 .

李昱伟，张骁勇，周勇，等 . 高温锅炉管T22/TP347H异种钢焊接接头早期失效原因［J］. 理化检验-物理分册， 2023 ， 59 （ 01 ）： 61 - 64 .

LI Y W ， ZHANG X Y ， ZHOU Y ， et al . Causes of early failure of T22/TP347H dissimilar steel welded joints of high temperature boiler tubes ［J］. PTCA（PART A：PHYS.TEST）， 2023 ， 59 （ 01 ）： 61 - 64 .

林琳，唐勇，殷尊，等 . 超超临界锅炉末级过热器异种钢焊接接头断裂原因分析与预防［J］. 热加工工艺， 2023 （ 07 ）： 142 - 145 .

LIN L ， TANG Y ， YIN Z ， et al . Fracture analysis and prevention of dissimilar steel welded joint of last stage

superheater of USC boiler ［J］. Hot Working Technology ， 2023 （ 07 ）： 142 - 145 .

蔡文河，赵卫东，杨富，等 . TP347H与12Cr1MoV异种钢焊接接头早期失效研究［J］. 中国电力， 2009 ， 42 （ 04 ）： 22 - 24 .

CAI W H ， ZHAO W D ， YANG F ， et al . Researches on the early failure of TP347H and 12Cr1MoV dissimilar steel welded joints ［J］. Electric Power ， 2009 ， 42 （ 04 ）： 22 - 24 .

孙咸 . 异种钢焊缝中的Ⅱ型边界组织及其影响［J］. 电焊机， 2017 ， 47 （ 06 ）： 1 - 6 .

SUN X . Type Ⅱ boundary microstructure and its influence of dissimilar steel weld ［J］. Electric Welding Machine ， 2017 ， 47 （ 06 ）： 1 - 6 .

郑韶先，曾道平，孟倩，等 . 填充ER309焊丝的异种钢接头二型边界形成机理［J］. 焊接学报， 2021 ， 42 （ 04 ）： 56 - 61 .

ZHENG S X ， ZENG D P ， MENG Q ， et al . Formation mechanism analysis of the type-Ⅱ boundary of dissimilar steel joint with the filler metal of ER309 ［J］. Transactions of the China Welding institution ， 2021 ， 42 （ 04 ）： 56 - 61 .

Nelson T W ， Lippold J C ， Mills M J . Nature and evolution of the fusion boundary in ferritic-austenitic dissimilar metal welds-Part 2：on-cooling transformations ［J］. Welding Journal ， 2000 ， 79 （ 10 ）： 267 - 277 .

席特，蒋勇，杨飞，等 . SA508-3/690异种金属焊接接头显微组织及裂纹形成机理［J］. 热加工工艺： 1 - 5 ［ 2023-03-09 ］.

XI T ， JIANG Y ， YANG F ， et al . Microstructure and crack formation mechanism of SA508-3/690 dissimilar metal welded joints ［J］. Hot Working Technology： 1 - 5 ［ 2023-03-09 ］.

Trindade V B ， Rodrigo B ， Zandi H B ， et al . High-temperature oxidation of pure Fe and the ferritic steel 2.25Cr1Mo ［J］. Materials Research ， 2005 ， 8 （ 4 ）： 365 - 369 .

赵彦芬，周江，赵林松，等 . TP304H/SA213T22异种钢焊口的状态检测与寿命评估［J］. 热力发电， 2005 （ 10 ）： 79 - 82 .

ZHAO Y F ， ZHOU J ， ZHAO L S ， et al . Status inspection and service life assessment of welded joints betweed TP304H/SA213T22 steels of different sort ［J］. Thermal Power Generation ， 2005 （ 10 ）： 79 - 82 .

编辑部网址： http：//www.71dhj.com http://www.71dhj.com