1、報告編號：M-2014SZRE110Z-1密級： 無密級廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目技術報告項 目項目技術項 目 參 加蘇州熱工孫志強楊佳劉肖廣西來賓 B 電廠蘇鐘瑞云嶄編寫：楊 佳校核：審查：批準：蘇州熱工2014 年 10 月框架目錄第篇第篇第篇第篇第篇第篇第篇資質資格裂紋及修復可行性分析技術方案汽包修復過程檢驗檢測原始報告安全評估運行技術監督第篇資質資格I目錄11.11.21.31.41.51.61.72344.14.24.34.45SNPI 資質資格文件1SNPI 法定代表人證明書1SNPI 關于資格的函3資格證明文件4公司簡介12蘇州熱工組織機構13公司獲獎情況14

2、蘇州院相關電廠設備評估及修復業績表23SNPI 與中能建電建一公司合作協議31中能建 特種作業焊工資格熱處理 無損檢測金相檢驗焊接技術電力建設第一工程公司資格資質文件34資格. 40. 40資格資格資格資格. 41. 45. 52. 55廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目1SNPI 資質資格文件1.1SNPI 法定代表人證明書第 1 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 2 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目1.2SNPI 關于資格的函第 3 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目1.3資格證明文件第

3、4 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 5 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 6 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 7 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 8 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 9 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 10 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 11 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目1.4 公司簡介蘇州熱工(簡稱“蘇州院”

4、)于 2003 年 7 月由原電力公司蘇州熱工轉制而成，由中國核電和能之匯投資共同投資設立。蘇州院的前身蘇州核電成立于 1978 年，電力工業部直屬院所，其主要任務是跟蹤、消化核電技術，為核電建設和生產運行服務。近三十年來經過全院科技人員的不懈努力，通過對核電和火電相關技術的研究和廣泛實踐，造就了一支高素質的人才隊伍，在科研開發與技術服務、電力投資與經營、培訓等諸方面開展了一些卓有成效的工作，在電力行業尤其是核電界已有了相當的知名度。蘇州院持有環保頒發的甲級評價、發改委和質監總局核準頒發的設備監理甲級資質、質監核準頒發的管道設計資質證書。設有核安全局蘇州核安全中心、電力行業鍋爐容器檢驗中心、綜

5、合檢測機構資質、電力工業電力安全工器具質量監督檢驗測試中心、中國電力企業會培訓中心及電力行業核電焊接技術培訓中心。電力行業核電標準化技術委員會、中國電機工程學會核能發電分會、超（超）臨界鍋爐用鋼及焊接技術協作網掛靠。電力行業民用處、電力行業 CFB 耐火耐磨核承壓設備無損檢驗技術資格鑒定委員會委員會處掛靠。蘇州院現有正式員工 910 名，設有管理技術中心、核安全技術中心、設備監督技術中心、再與電力安全中心、環境保護與化學中心、在議檢查與性能試驗中心、運行技術中心、系統工程中心、科技信息與培訓中心九個專業技術研究中心、一個電站金屬材料評估實驗中心和一個示范電廠。蘇州院在電站技術監督檢驗方面具有豐

6、富經驗和雄厚的技術實力，為多家核電站、火電站實施了役前及在役機組的督檢驗工作。蘇州院將秉持“以核為主、核常交融”的，以解決我國電站工程建設、生產運營中的應用技術問題為己任，以共用技術能力建設為基礎，以推進電站技術的創新為，以提高電站機組的安全性、可靠性、性為目標。堅持走以市場為導向的學科建設，力爭建設成為國內電站領域一流的科研院所，竭誠為廣大用戶提供優質服務。第 12 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目1.5蘇州熱工組織機構第 13 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目1.6公司獲獎情況第 14 頁 共 59 頁編號獎項名稱獲獎項目名稱頒獎

7、機構獲獎等級1中國電力科學技術獎改進型 R337 焊接 15X1M1 鋼大口徑壁厚管道焊接接頭性能及 評估試驗評估中國電機工程學會中國電力科學技術工作辦公室二等2中國電力科學技術獎鄒縣 3033t/h 超超臨界鍋爐金屬管理研究中國電機工程學會中國電力科學技術工作辦公室三等3科學技術進步獎發電廠熱力設備重要部件壽命管理技術研究中民共和 國二等4陜西省科學技術獎300MW 以上機組 SA335P91與 12Cr1MoV 異種鋼焊接性試驗研究陜西省政府三等5省科學技術獎百萬千瓦級超超臨界火電機組建設開發研究省政府三等6中國電力科學技術獎火力發電機組高溫部件管理技術研究中國電機工程學會中國電力科學技術

8、工作辦公室一等7中國電力科學技術獎寶鋼產 T91在火電廠應用的性能評價及其異種鋼焊接工藝優化試驗研究中國電機工程學會中國電力科學技術工作辦公室二等8中國電力科學技術獎汽包頭整體更換修復技 術研究與工程應用中國電機工程學會中國電力科學技術工作辦公室三等9省電力公司科技進步獎T/P92 新型鋼焊接工藝試驗及應用技術開發研究省電力公司一等10勞動和保障部優秀質量解決主蒸汽管異焊口裂紋問題中民共和國勞動和保障部 中國勞動就業服務企業一等11中國電機工程學會第八屆電站焊接優秀“秦嶺電廠 1#機主蒸汽管道焊縫裂紋的焊修工藝”中國電機工程學會電站焊接專業委員會A 類12第七屆電站焊接學術討論會優秀“大厚壁灰

9、口鑄鐵油壓缸斷裂焊修工藝研究”中國電機工程學會電站焊接專業委員會A 類廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 15 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 16 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 17 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 18 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 19 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 20 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 21 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐

10、汽包裂紋缺陷修復項目第 22 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目1.7蘇州院相關電廠設備評估及修復業績表第 23 頁 共 59 頁編號項目名稱業主簽訂時間1.#1 機組 2011 年 B 級檢修焊接及熱處理技術服務國電泰州發電2011 年 10 月2.#1 機組高、低壓脫氧器儀表角焊縫缺陷焊接修復技術服務國華神華國際電力北京熱電分公司2010 年 8 月3.7 號鍋爐再熱器連接管 P91/WC9 異種鋼接頭檢測與分析國華太倉發電2009 年 10 月4.電站大厚壁耐熱焊接接頭性能評估及缺陷治理研究神華國華（北京）電力研究院2011 年 8 月5.#3 鍋爐高溫聯箱三

11、通焊縫缺陷消除合同大唐國際盤山發電公司2010 年 8 月6.#4 鍋爐高溫聯箱三通焊縫缺陷消除合同大唐國際盤山發電公司2010 年 8 月7.15Cr1Mo1V 鋼監督導則編制協作國華盤山發電有限責任公司2011 年 4 月8.俄制超臨界 500MW 汽輪機高壓主汽門組建造國華盤山發電有限責任公司2012 年 6 月9.鍋爐設備督檢驗合同國電漢川發電2011 年 4 月10.四大管道及汽輪機設備督檢驗國電漢川發電2011 年 7 月11.#3 機組主汽管焊接殘余測試技術服務神華國華綏中發電有限責任公司2011 年 12 月12.帶現狀缺陷 P92蠕變斷裂韌性及缺陷檢測方法研究國華徐州發電20

12、11 年 3 月13.#2 機組#1 再熱管道裂紋處理方案制定神華國華綏中發電有限責任公司2011 年 2 月14.#1、#2 機組四大管道支吊架校核、調整神華國華寧東發電有限公司2010 年 5 月15.1 號機組主蒸汽閥組焊接修復國華盤山發電有限責任公司2011 年 5 月16.#3 汽輪機主汽門裂紋分析及安全評估技術服務國華余姚燃氣發電有限責任公司2013 年 4 月17.帶線狀缺陷 P92蠕變斷裂韌性及缺陷檢測方法研究國華徐州發電2011 年 3 月18.鎳基焊材焊接 HR3C 鋼工藝和接頭性能試驗研究國華徐州發電2009 年 5 月19.厚壁 12Cr1MoVG 管材性能評價、管座角

13、焊縫再熱裂紋 分析和工藝優化試驗研究東方電氣東方鍋爐2012 年 8 月廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 24 頁 共 59 頁20.在役百萬千瓦 USC 機組主蒸汽及再熱熱段管道 P92 鋼接頭檢測、缺陷分析、焊接修復及其安全性評估與應用技術研究惠州平海發電廠有限公司2012 年 7 月21.超級管道 P280GH 材料焊接性試驗研究重工鑄鍛公司2012 年 5 月22.#2 爐減溫器三通焊接接頭裂紋處理惠州平海發電廠有限公司2011 年 5 月23.華塑 熱電一期工程#1 鍋爐末級過熱器出口三通焊接接頭裂紋處理電力建設第一工程公司2011 年 9 月24.#2 爐分隔屏及低

14、過三通焊接接頭裂紋處理國投津能發電有限公司2011 年 5 月25.#2 機組再熱管道接頭裂紋分析及其焊接修復技術支持綏中發電公司2011 年 6 月26.2011 年年度督服務項目承包合同能源有限公司東部電廠2011 年 6 月27.#4 鍋爐高溫聯箱三通改造技術服務合同大唐國際盤山發電公司2010 年 8 月28.汽輪機汽封磨損、裂紋焊接修復工藝研究江蘇常熟發電2009 年 7 月29.超超臨界機組新材料 HR3C 與 304H 工藝試驗研究山東電力建設第三工程公司2009 年 3 月30.300MW 機組鍋爐汽包裂紋分析及處理措施研究湖南省電力公司試驗研究院2008 年 8 月廣西來賓

15、B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目河北馬頭電力#8 鍋爐汽包角焊縫缺陷修復改造合同甲方： 河北馬頭電力乙方： 蘇州熱工簽訂時間： 2008 年 1 月 15 日簽訂地點： 河北省邯鄲市馬頭鎮第 25 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 26 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 27 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 28 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 29 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 30 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2

16、 爐汽包裂紋缺陷修復項目2SNPI 與中能建電建一公司合作協議第 31 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 32 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 33 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目3中能建電力建設第一工程公司資格資質文件第 34 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 35 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 36 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 37 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修

17、復項目第 38 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 39 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目4特種作業資格4.1焊工資格第 40 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目4.2熱處理資格第 41 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 42 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 43 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 44 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目4.3無損檢測資格第 45 頁 共 59 頁廣

18、西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 46 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 47 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 48 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 49 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 50 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 51 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目4.4金相檢驗資格第 52 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 53 頁 共 59 頁廣西來賓

19、 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 54 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目5焊接技術資格第 55 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 56 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 57 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 58 頁 共 59 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 59 頁 共 59 頁第篇及修復可行性分析裂紋II目錄122.12.22.32.433.13.23.33.445678910背景1裂紋形貌與性質分析1試樣截取1金相檢驗2裂紋斷面觀察4

20、小結8材料性能分析8化學成分分析8金相檢驗9顯微硬度測量11小結12汽包設計技術資料分析13#2 爐汽包與安裝技術資料. 16#2 爐汽包運行工況、檢查及檢修情況. 26汽包裂紋綜合對比分析33修復過程的問題38裂紋修復主要技術措施39總結40廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目1背景廣西來賓 B 電廠 2 號爐型號為哈爾濱鍋爐廠的型號為 HG-1069/18.2-YM1，控制循環、亞臨界、一次中間再熱、四角噴燃、切圓燃燒、單爐膛單汽包 360MW 燃煤鍋爐。鍋爐最大連續蒸發量為 1069t/h，過熱器出口/溫度分別為 20.62MPa/543；再熱器出口/溫度分別為 4.695MP

21、a/541。#2 爐自 1999 年 10 月 11 日點火，2000年 2 月并網。2014 年 4 月停機大修期間，按要求，對汽包進行特種設備監督檢驗。檢驗期間，廣西壯族特種設備監督檢驗檢出#2 鍋爐汽包省煤器給水管內壁、集中下降管外壁等部分位置裂紋缺陷。通過對汽包整體焊縫位置進行擴大性檢查，發現：2 號爐汽包多處位置裂紋缺陷。圖 1-1 為#2 鍋爐汽包右一省給水管內壁角焊縫經磁粉檢測后，典型線性顯示形貌特征。本分析報告借鑒 2013 年 10 月來賓 B 電廠#1 機組同類型缺陷研究結果，綜合#2 機組缺陷部位裂紋缺陷特征，進行相關測試與分析。圖 1-1 右一省給水管典型線性顯示2裂紋

22、形貌與性質分析2.1 試樣截取采用機械切割的方式在#1 爐右側第 2 個省給水管角焊縫處截取一試樣，試樣為三棱柱體，見圖 2-1。試樣保留部分線性顯示區。第 1 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目通過手工鋸割，從試樣線性顯示較連續的部分截取 1 號、2 號和 3 號試塊，長度分別為 10mm、5mm、3mm。發現裂紋，裂紋位置如切割后的三塊試樣進行宏觀觀察后，在靠近外表面處均圖 2-2 所示。 3 號試樣沿裂紋擴展方向鋸割為高 3mm 的小塊，以便打開裂紋做斷面觀察。圖 2-1 試樣形貌圖 2-2試樣橫截面裂紋位置2.2 金相檢驗采用 4%硝酸為腐蝕劑，對 1 號、

23、2 號試樣金相檢驗，裂紋宏觀形貌如圖 2-3 所示。觀察可見，兩塊試樣的裂紋均位于焊縫區，靠近熔合線；1 號試樣的裂紋長度為 726m，2 號試樣的裂紋長度為 1004m（由于在試樣截取前已進行了打磨，裂紋起始位置可能已經破壞，見圖 2-1）；兩裂紋張口較大，1 號裂紋出現類橢圓形狀，可能是裂紋擴展時遇到氣孔等缺陷導致。基本平直，2 號裂紋中間(a)1 號裂紋位置(b)2 號裂紋位置第 2 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目(c)1 號裂紋長度(d)2 號裂紋長度圖 2-3 裂紋宏觀金相觀察微觀金相檢驗如圖 2-3圖 2-6 所示，從圖中可以看出，裂紋為穿晶開裂，裂

24、紋尖端明顯的氧化物，據此裂紋應是在運行的高溫環境下產生的。由于試樣在現場截取前可能受到破壞，因此從橫剖面的金相分析無法裂紋起始位置及裂紋特征。圖 2-41 號裂紋尖端形貌第 3 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目圖 2-52 號裂紋尖端形貌圖 2-62 號裂紋起始位置附近形貌2.3 裂紋斷面觀察通過液氮浸泡與超聲波后將 3 號試樣裂紋打開，裂紋斷口宏觀形貌如圖 2-7 所示。第 4 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目圖 2-7 裂紋斷口宏觀形貌經掃描電鏡觀察及微區能譜分析，斷口已基本被氧化物覆蓋，這說明裂紋是在運行的高溫環境下產生的，且產

25、生時間較長，詳見圖 2-8。在靠近裂紋尖端的斷口局部與棱，如圖 2-9 所示，結合裂紋的穿晶斷裂性質，斷裂屬延性斷裂，斷裂材料具備一定的韌性儲備。圖 2-10 是在靠近裂紋尖端的二次裂紋形貌。圖 2-11 是靠近裂紋表面的斷口形貌，可以看出，現場對試樣有打磨破壞，已無法觀察到裂紋起始部分的形貌。(a)斷口氧化物形貌第 5 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目(b)氧化物能譜分析圖 2-8斷口氧化物形貌(a)斷口形貌第 6 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目(b)斷口棱形貌圖 2-9 裂紋起始處局部斷口形貌圖 2- 10 二次裂紋形貌第 7

26、頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目圖 2- 11 裂紋近表面形貌2.4 小結通過對裂紋橫切面及斷面形貌進行的觀察與能譜分析研究表明，裂紋位于靠近熔合線的焊縫區，為穿晶開裂，裂紋中部有類橢圓形狀；裂紋斷面已基本被氧化物覆蓋，局部有與棱形貌，在靠近裂紋尖端處發現二次裂紋形貌。由于現場對試樣有打磨破壞，已無法觀察到裂紋起始部分的形貌，現有試驗結果表明，裂紋為延性開裂，材料具有一定的韌性儲備，裂紋可能產生于高溫環境下，焊縫區氣孔等缺陷，裂紋擴展時遇到氣孔形成類橢圓形狀。3材料性能分析3.1 化學成分分析采用光譜分析法對試樣母材與焊縫的化學成分進行了檢測，結果如表 3-1 所

27、示。對比母材測試結果與 ASME SA-299 中的規定，測試所得的化學成分均符合標準對 SA-299碳硅錳鋼的要求；對比焊縫測試結果與所用 J507 焊條成分要求，焊縫除 Mo 含量偏高外，其余成分均符合要求。Mo 是強碳化物形成元素，具有明顯的沉淀強化作用，Mo 的增加對于焊縫強度的提第 8 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目高具有良好作用；但 Mo 顯著提高了鋼的淬硬性，且在回火時有二次硬化的作用，故在進行多道焊接過程中，由于焊接熱循環的作用，極易造成焊縫脆化，使其低溫沖擊韌性急劇下降。表 3-1 化學成分測試結果（%）3.2 金相檢驗采用 4%硝酸作為腐蝕劑

28、，對 1 號試樣進行金相檢驗，試樣金相形貌如圖 3-1圖 3-4 所示。從圖中可以看出，試樣母材主要為鐵素體和珠光體組織，組織分布均勻；細晶區主要為鐵素體和珠光體組織，粗晶區主要為貝氏體組織，焊縫主要為鐵素體和貝氏體組織，貝氏體形態明顯。金相檢驗結果表明，試樣母材、熱影響區、焊縫未發現異常組織。圖 3-1 母材典型組織第 9 頁 共 41 頁試樣CSiMnPSCrMoNiV母材0.2500.2911.490.00750.00470.2180.04120.2240.112ASMSA2990.300.13-0.450.84-1.620.0350.0400.250.080.25-焊縫0.08080.

29、2371.070.01170.00750.05360.4710.05970.0047J507 焊條-0.751.600.0300.0200.200.300.300.08廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目圖 3-2細晶區典型組織圖 3-3粗晶區典型組織第 10 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目圖 3-4 疑似夾雜組織能譜分析（鐵素體）3.3 顯微硬度測量對 2 號試樣的焊縫、熱影響區與母材進行顯微硬度測試。測量從母材至焊縫選取一條長 10mm 的直線，每隔 0.5mm 測一個點，共測量 20 個點。測試結果見表 3-2， 硬度數據曲線如圖 3-5 所示。

30、從曲線可以看出，從母材至焊縫的硬度呈緩慢增長的趨勢。按照 GB/T 1172-1999“黑色金屬硬度及強度換算值”進行硬度換算，母材、焊縫及熱影響區硬度均滿足 DL/T 752-2001“火力發電廠異種鋼焊接技術規程”標準要求。表 3-2顯微硬度測試結果第 11 頁 共 41 頁測試點位置測試值（HV0.3）平均值1-7母材1701771841631681761911768-13細晶區169183189181185185-18214-15粗晶區202207-20516-20焊縫224203214214224-216廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目圖 3-5 顯微硬度曲線3.4 小

31、結通過對母材、細晶區、粗晶區及焊縫進行的成分、金相、硬度等研究表明，母材與熱影響區的成分和硬度結果均符合標準規定，組織未發現異常；焊縫硬度及組織未發現異常，但 Mo 元素含量偏高，會導致焊縫脆化，可能會對焊縫開裂產生不利影響。第 12 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目4汽包設計技術資料分析對#2 爐汽包以下設計技術資料進行了，包括：llllllll設計圖強度計算書；質量證明書；設計說明書和使用說明書；熱力計算書和匯總表；水循環計算書和匯總表；安全閥排放量計算書及質量證明書；設計修改技術資料、缺陷返修處理。相關資料見附件 12。結果表明，#2 爐設計技術資料齊全，內

32、容符合相關標準與技術要求。強度計算書表明，鍋筒及其接管、開孔等部位的強度均滿足要求。第 13 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目附件 1汽包結構總圖第 14 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目附件 2鍋筒強度計算書第 15 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目5#2 爐汽包與安裝技術資料對汽包以下和安裝技術資料進行了，包括：llllllllll汽包材料的理化性能復驗情況汽包焊接工藝評定報告(WPQ)汽包焊接和熱處理作業指導書(WPS)時汽包焊接和熱處理過程質量時汽包焊縫無損檢測報告安裝及三級驗收書；安裝和找正及驗

33、收；有關安裝的設計變更通知單、設備修改通知單、材料代用通知單及設計證明；現場組合、安裝焊縫的檢驗資料；安裝部門配制承壓元件的設計、施工、檢驗資料；l水壓試驗作業指導書l汽包缺陷返修等相關資料見附件 2 。結果表明，相關技術資料內容符合、行業準。第 16 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目附件 3材料檢驗與復驗資料（部分）第 17 頁共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 18 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 19 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目附件 4焊接工藝規程(部分)第 20

34、 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 21 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目附件 5焊接和熱處理過程（部分）第 22 頁共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 23 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 24 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目第 25 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目6#2 爐汽包運行工況、檢查及檢修情況6.1汽包運行工況參數情況廣西來賓 B 電廠 2 號爐型號為哈爾濱鍋爐廠的型號為 HG-1069/18.2-

35、YM1，控制循環、亞臨界、一次中間再熱、四角噴燃、切圓燃燒、單爐膛單汽包 360MW 燃煤鍋爐。鍋爐最大連續蒸發量為 1069t/h，過熱器出口/溫度分別為 20.62MPa/543；再熱器出口/溫度分別為 4.695MPa/541。#2 爐自 1999 年 10 月 11 日點火，2000年 2 月并網。6.2汽包運行環境介質分析汽包是自然循環鍋爐中最重要的受壓元件，汽包的作用主要有：lll是工質加熱、蒸發、過熱三過程的連接樞紐，保證鍋爐正常的水循環。內部有汽水分離裝置和連續排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質。有一定水量，具有一定蓄熱能力，緩和汽壓的變化速度。l汽包上有表、水位計、事故放水、安全閥等

36、設備，保證鍋爐安全運行。汽包工作流程是：從水冷壁來的汽水混合物經過汽包上部引入管進入汽包內部，沿著汽包內壁與弧形襯板形成的狹窄的環形通道流下，使汽水混合物以適當的流速均勻的傳熱給汽包內壁，這樣克服了鍋爐啟停時汽包上下壁溫差過大的，可以較快的啟動。進入汽包的汽水混合物分別進入汽水旋風分離器，利用改變方向時的慣性進行慣性分離，這是汽水混合物的第一次分離。被分離出來的蒸汽仍帶有不少水分，從分離器頂部進入波形板分離器，它裝在旋風分離器頂部，帶有部分水滴的蒸汽在波形板間的縫隙中，利用使水黏附在面上形成水膜往，將水滴再次分離出來，稱為二次分離。二次分離后的蒸汽最后經過蒸汽，利用水的密度差進行重力分離，這是

37、三次分離。蒸汽經過三次分離后，達到了蒸汽質量標準，再由汽包頂部飽和蒸汽管引往屏式過熱器。6.3汽包運行及啟停力學（溫差等）計算與分析對于電站鍋爐，在爐外承壓部件中，汽包是最重要的部件，而且汽包的體積龐大，第 26 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目壁厚厚，造價高，一旦發生破壞，現場修復十分。而應變疲勞損傷是汽包失效的主要之一。導致汽包應變疲勞失效的主要是汽包運行時的熱，而汽包筒體的溫差是造成熱的主要。啟動和停爐的溫度變化越快，熱越大，越容易導致疲勞裂紋。汽包的局部集中區域、焊接及其焊接缺陷區域，往往是應變疲勞的萌生處。6.3.1汽包熱分析鍋爐汽包承受的熱主要包括內外

38、壁溫差熱(徑向熱)和上下壁溫差熱應力(熱)。汽包在運行過程中，特別是在啟停及變負荷等不穩定工況下，由于內外壁溫度不同，導致內外壁膨脹量不同。會在汽包壁內部產生熱，即內外壁溫差熱；另外，汽包上半部金屬與蒸汽相接觸，下半部金屬與接觸，由于蒸汽和汽包內壁的放熱系數不同，所以造成汽包上下壁之間溫度分布不均勻，從而造成熱，稱為上下壁溫差熱。1）內外壁溫差熱在鍋爐承壓部件中，內外壁的壁溫往往不相同而著一定的溫差，在啟動及停爐時這種溫差更加顯著。由傳熱學知識可知，溫度沿圓筒壁厚方向的變化規律為：rln()rnt(r) = t +Dt(6-1)nrln( w )rnDt = tw - tn式中tn 內壁溫度；

39、tw 外壁溫度；rn , rw 內、外壁半徑；r 筒壁內任意點的半徑；Dt 內、外壁溫差。當溫度沿壁厚按對數規律式（6-1）分布時，任意點的溫度tp (r) 為：第 27 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目ìïr 2 öùüïéær 2 öDtær 2rt (r) =ítç1 - n ÷ +ê2 ln- ç1 - n ÷úý(6-2)pn2 ln b2r 2rr 2èø

40、nèøûþëî汽包的長度相對于橫向大得多，則除了兩端附近區域外，可以認為筒體處于平s rn= s rw = 0 ,環向熱面應變狀態。當筒體不受外載作用時，內外壁處的徑向熱s tq 和軸向熱s tz 相等，而且是徑向截面上的最大熱。s tr= 0aEDt æb 2ö(6-3)1s tq = s tz=ç-÷ø1 - mb -12 ln b2è從式(6-3)可以看出，在內、外壁處，由內外壁溫差引起的熱的大小與線膨脹系數、彈性模量 E、泊松比、外徑與內徑的比值和溫差t 有關。其中，

41、前三項均為材料物性參數，也是已知的設計參數，因此在內、外壁處，由內外壁溫差引起的熱將只與內外壁溫差t 有關，成為t 的單值函數。2）上下壁溫差熱鍋爐在啟動過程中，汽包內汽側的介質溫度為相應下的飽和溫度，而水側的介質溫度低于飽和溫度。此時，汽包上半部空間內的飽和蒸汽遇到較冷的汽包壁時將發生凝結放熱，汽包下半部空間內的水與汽包壁的換熱以自然對流為主。因為凝結放熱系數比自然對流換熱系數大得多，所以汽包上半部金屬的速度比下半部快，這就使得啟動過程中上半部金屬溫度高于下半部金屬溫度。在停爐過程中，水側介質的溫度接近飽和溫度，汽側介質將發生過熱而高于飽和溫度。而且，水的對流放熱系數比汽側蒸汽的放熱系數大得

42、多，從而汽包上半部金屬溫度比下半部金屬溫度降得慢。這樣，在停爐時也是汽包上半部的壁溫高于其下半部的壁溫。不一樣的壁溫導致各縱向之間膨脹的不均勻性，進而產生熱，即上下壁溫差熱(熱)。由于實際汽包為懸吊結構，軸向伸長可以看作是自由的，但汽包上連接有各種管子，汽包的彎曲被這些管子部分地了。因此，汽包的軸向熱為：s = aE- t(q ) + c + c g cosq t(6-4)s011令 K =- t(q ) + c + c g cosq (6-5)Dt01第 28 頁共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目則s = aEDtKt(6-6)sDt 汽包上下壁之間的最大溫差。K 值

43、在數值上等于汽包中實際熱與汽包兩端受約束時其壁內所產生的熱的比值，其值永遠小于 1。根據實測的溫度分布曲線的計算表明，K 值大于 0.4，通常取 K0.3。通常狀態下，上下壁溫差造成的軸向熱值很小，一般為 2030MPa，而內壓造及變化范圍達 200400MPa，內外壁溫差造成的成的機械及變化也相當可觀，對于厚壁汽包內外壁溫差熱可達到與機械相同的數量級。在中，機械和內外壁溫差熱占去絕大部分，上下壁溫差造成的影響相比之下很微弱。某些(如德國)在疲勞計算方法中就不考慮上下壁溫差影響，也忽略了上下壁溫差熱應力。6.3.2綜合汽包壁的熱與機械確定后，再將這些進行疊加。對于疲勞計算來說，疊加的原則是：將

44、汽包上最點處的各種循環分量疊加，即汽包集中下降的縱向截面和橫向截面兩處，并且對于各種，再考慮各自的集中系數，再按上述原則進行疊加。根據此原則，汽包內壓和徑向溫差引起的綜合為：p(D + s) + s ss = s(6-7)t tqm2s式中： p 工作；D 汽包內徑；s 汽包壁厚；s tq 無孔汽包徑向溫差引起的環向熱；s m 機械集中系數；s t 徑向溫差引起的熱系數。第 29 頁 共 41 頁廣西來賓 B 電廠#2 爐汽包裂紋缺陷修復項目6.3.3汽包應變疲勞評估傳統上，汽包材料應變疲勞的評估方法有兩種：安全計算法和損傷容限計與的關系曲線（s - N 曲線）計算時，只需要計算出或實驗測定算

45、法。安全計算法是首先通過實驗方法獲得或應變與的關系曲線（ e - N 曲線）。在進行出汽包上峰值區的幅（或應變幅），然后在已知的疲勞曲線上找出對應的斷裂循環次數 N 。損傷容 限計算法是利用斷裂力學的方法循環作用下的擴展速度da / dN ,從而可以求得裂紋由原始擴展到臨界所經歷的循環次數。目前主要的疲勞校核計算標準方法都采用安全計算法，如美國的 ASME 標準，英國的 BS5500-2006 規范，德國的 TRD301-1998 以及俄羅斯的 OCT 標準。這些標準的原理基本相同，但選用的強度理論及設計曲線不同，如美國和英國采用的是最大剪的第三強度理論，而德國采用的是第一強度理論。我國 GB/T9222-2008水管鍋爐受壓元件強度計算附錄 A 規定了鍋筒低擊疲勞壽命計算方法。根據實驗得出的工作溫度低于 375鍋筒常用材料的低擊疲勞設計曲線，采用累積損傷安全準則，得出給定工況下的循環次數。計算中主均取自內壓的熱的極值，因此計算結果偏于保守（安全）。6.4影響電站汽包應變疲勞的因素從對應變疲勞特點與汽包應變疲勞計算的分析中可以發現，影響汽包應變疲勞的因素主要有以下幾點。6.4.1汽包內外壁溫差與溫差對于厚壁鍋筒，熱在總中的比例，可以達到與內壓產生的機械相當的份額，甚至超過內壓產生的。但在溫差產生的熱中，溫差在總中所占