600MW超临界机组高温疏水阀门断裂事故分析

检测检修 6 0 0 M W 超临界机组高温疏水阀门断裂事故分析 曹艳萍 中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南开封4 7 5 0 0 2 摘要：介绍了某电厂2 6 0 0 M w 机组高过出口疏水阀门在运行中发生断裂，阀门为进口阀门，材质F 9 1 ，断裂在阀门大小头焊缝处，分析断裂原 因，找到解决措施，保证机组安全运行。 关键词：超临界机组进口疏水阀门材质F 9 1 如j 、头焊缝焊接工艺 1 概述 某电厂在国家上大压小、节能减排的政策下，关停了几台 1 3 5 W M 及以下小机组，扩建了两台6 0 0 M W 级的火力发电机组。 于2 0 0 7 年开始扩建，2 0 0 8 年1 2 月份 l 机组投产运行，2 0 0 9 年2 月份 挖机组投产。 2 、事故简介 2 0 1 0 年1 月8 日2 2 ：2 0 在舵机组运行中发现炉侧高温过热器出 I Z l 集箱疏水手动阀上部呲开高温蒸汽泄漏，造成机组停机，至此 舵机组运行时间5 9 3 5 小时。该阀门为进1 2 1 阀门，材质F 9 1 ，工作温 度为5 8 2 ( 2 ，工作压力为2 7 M p a 。 3 原因分析 3 1 宏观检查情况 阀门外径约l1 5 m m ，阀门厚约3 8 r a m ，进、出口与两个大小 头相连，大小头外径为中6 0 m m 3 2 m m ，与小头相连的小管规格为 中3 3 4 m mX 7 1 m m 。大小头与阀门内部采用插入式连接，外部采 用角焊缝连接。 断裂位置为门前的阀门与大小头连接角焊缝，沿阀门与大小 头角焊缝的阀门端面全部断开。断裂起源于阀门与大小头之间未 焊透处，从内向外扩展，先向下深入到阀门母材，然后沿与阀门 端面平行的方向向外发展，在最后剩余最大约7 m m 时瞬间断裂， 断裂面粗糙，旱颗粒状( 见图1 ) 。 图1 断裂面形貌 3 2 硬度检查情况 使用里氏硬度计对阀体及门前、门后的大小头、角焊缝进行 硬度检验。其结果为： 阀体：2 0 6H B H L D 。门前：角焊缝3 7 7H B H L D ，大小头2 0 7 l i B H L D 。f - J R ：角焊缝4 0 3H B H L D ，大小头2 2 6H B H L D 。 按D L f r4 3 8 2 0 0 9 火力发电厂金属技术监督规程规定， T 9 1 布氏硬度为H B l 8 0 2 5 0 ，焊缝为H B l 8 0 - 2 7 0 。阀体及大小头 硬度合格，角焊缝硬度高，不合格。 3 3 光谱检查情况 使用X M e t 3 0 0 0 T X 手持式合金分析仪对阀体及门前、门后的 大小头、角焊缝进行光谱检验，其铬、钼、钒、铌、镍等主要合 金元素的含量符合S A l 8 2 S A l 8 2 M 一2 0 0 1 的要求，这说明不存在错 用材质和焊丝的问题。 3 4 金相微观检查情况 2 2 6 在断裂的角焊缝倾取样进行金相检验，断裂面沿阀体侧焊接 热影晌区扩展，断裂旱沿晶特性，断裂面处可见沿晶裂纹( 见图 2 ) 。焊缝组织为马氏体，马氏体板条完整，线条清晰可辨，回 火特征不明显，熔合线附近热影响区晶粒细小，组织为回火索氏 体。 图2 断裂面处沿晶裂纹形貌5 0 0X 4 分析结果 从断口形貌、硬度检测及微观组织情况来看，裂纹属于焊接 冷裂纹。 冷裂纹多发生在焊接热影响区，出现部位为焊道下，是在靠 近堆焊焊道的热影响区内形成的，其走向与熔合线平行。形成冷 裂纹有以下因素：钢种的淬硬倾向大。焊接接头含氢量高。 焊接应力大。 1 9 1 的临界冷却速度低，奥氏体稳定性很大，冷却 时不易发生正常的珠光体转变，从而冷却到较低温度时发生了马 氏体转变，T 9 l 为高合金铬钼钢，淬硬和冷裂倾向大。由于热影 响区的各种组织具有不同的密度、膨胀系数和不同的晶格形式， 在加热和冷却过程中必然会伴有不同的体积膨胀和收缩，另一方 面，由于焊接加热具有不均匀和温度高的特点，故而 I 9 1 焊接接头 内部应力很大。对于T 9 1 ，奥氏体十分稳定，要冷却到约4 0 0 C 才 能变为马氏体。粗大的马氏体组织脆而硬，接头又处在复杂应力 状态下。同时，焊缝冷却过程中氧由焊缝向近缝K 扩散，氢的存 在促使了马氏体脆化，其综合作用的结果，很容易在淬硬区产生 冷裂纹。 冷裂纹的起源多发生在具有缺口效应的焊接热影响区。有时 沿晶扩展，有时穿晶扩展。结构的不合理，刚度过大，约束力过 大，焊接应力无法释放，均会造成裂纹的产生，因此，采用合理 的结构接头设计，采用刚性较小的节点形式，并合理按排施焊次 序等，可以降低约束应力。在多数情况下，裂纹往往出现在头道 焊缝和焊根上。所以，对头道焊缝应加大电流，减慢焊速，保证 根部焊透。 T 9 1 钢有较大冷裂倾向，选取合适的预热温度，保持一定的 层间温度，焊后及时进行热处理，可有效防I f ：冷裂纹产生。 造成高过出口集箱疏水手动阀角焊缝断裂的具体原因可有以 下几个方面： 阀门与大小头厚度相差悬殊，阀门尺寸大则刚度大，拘束 应力大，焊后冷却速度快，尤其是头道焊缝。 焊缝硬度高，组织未完全回火，其组织为淬硬组织，焊接 下转第2 2 2 页 万方数据 6 ，质量分析 6 1 感观分析 色泽：呈浅金黄色，有光泽。 香气：清香醇郁，具和谐的醋香味。 滋味：酸甜可口，I ：1 感细腻，柔和。 组形态：清亮透明，无悬浮物、不分层及无沉淀物。 6 2 理化指标：p H 4 5 。可溶性固形物( 2 0 折光法) ：6 8 。 6 3 微生物指标：细菌总数 1 0 0c f u m L ，大肠杆菌 3 M P N l O O m L ，致病菌未检出 7 结论 通过单因素实验，果胶酶酶解最佳工艺参数：果胶酶添加量 0 0 2 、温度5 0 C 、p H 4 0 、时间1 2 0 m i n 。柚子经酶解及酿造后有 苦涩味，这主要是由柠檬苦素类似物和黄酮类化合物所致，这2 类物质的含量越高苦涩味就越严重，这对柚子果醋的风味造成了 不良影响。因此，在柚子果醋酿制过程中，采用了D 一环糊精进行 脱苦脱涩的试验。经过试验发现0 一环糊精量0 5 脱苦脱涩效果较 好，风味保持较好，但如何既能更好保持柚子果醋的风味，又能 达到较好的脱苦脱涩效果，还需要进一步探索和研究。 参考文献 【l 】杜雄食醋的健康功效【M 】哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1 9 9 0 【2 】董玉新，郭得智果醋开发及果醋工艺研究们中国酿造，2 0 0 0 ( 2 ) ：2 5 - 2 7 【3 】靳桂敏，贺银凤，钟震雄柚子果醋及其饮料生产工艺研究【J 】冲国酿 造2 I 7 ( 2 l 【4 】杜冰，温升南，李燕杰，杨公明沙田柚保健果醋酿造工艺研究【J 】食品科 学，2 0 0 8 ( 2 9 ) 上接第2 2 6 页 残余应力大，发生断裂时只需消耗较低的能量。 焊前预热或者焊后热处理工艺没有完全按照规范进行，使 得焊缝中的部分氢未从焊缝中逸出，成为残余氢，而这些残余氢 继续对焊缝起作用，成为T 9 1 钢产生冷裂纹的罪魁祸首。 5 、处理结果 5 1 事件发生时，及时联系经销商，在质保期内经销商免费提 供一新阀门调到现场连夜更换，材质分析为F 9 1 ，更换后焊口及 时进行热处理，机组启动，历时3 天的时间，造成了一定的经济损 失。 5 2 在2 0 1 0 年利用机组停机检修时间，对该批材质F 9 1 的阀门 进行硬度抽查，均发现硬度值偏高，从而定论该批阀门存在安全 隐患。 5 3 决定利用机组停机期间对该批材质F 9 1 阀门返厂修理，拆 掉大小头进行重新焊接和热处理，严格焊接和热处理工艺，使焊 缝硬度达到合格。 8 结束语 目前国家超临界、超超临界机组的建设比较多，采购阀门时 要注意制造商的业绩，资格等。要严格审查，选择优质和信誉高 的阀门，严格验收规范，避免不合格产品和设备进到现场对机组 的安全运行造成威胁。 2 2 2 上接第2 2 4 页 2 结果与讨论 2 1 样品的提取 本文有机亚麻中邻苯基苯酚的提取用的是甲醇提取样品中的 邻苯基苯酚，然后在进行乙酰化，在用甲醇提取的过程时，甲醇 的用量和提取次数进行试验比对选择最佳条件由于提取一次回收 率偏低，所以试验证明提取两次效果最好，回收率较高且稳定。 第一次和第二次提取液的选择试验得出第一次5 0 m l 、第二次3 0 m l 回收率最好。 2 2 乙酸酐用最的选择 分别量取乙酸酐1 0 ，1 5 ，2 0 ，2 5 ，3 0 ，进行条件试验，结果表 明，乙酰化时乙酸酐用量在1 0 m l 时响应最大，本法选用乙酰酐 1 0 m l 。 2 3 工作曲线的制作 分别取浓度为8 2 4 9 m L I 作标准溶液1m L 、2m L 、3m L 、4 m L 、5m L 干5 个2 5 0n l L 具塞锥形瓶中，各加入1 5 0m L0 1m o l m L 碳酸钾溶液，用上二述1 2 1 样品前处理方法进行处理，以标准溶液 浓度和对应峰面积绘制标准曲线并见表l 。峰面积对邻苯基苯酚浓 度的回归方程y = 3 6 6 3 6 7 X + 1 E + 0 7 ，相关系数为0 9 9 9 8 。 表1 标准系列的测定结果 T a b 1A n a l y t i c a lr e s u l t so f t h es t a n d a r ds e r i e s 本法的枪出限为0 0 5 m g k g 一1 。，低于O k o T e xS t a n d a r d 1 0 0 1 5 对纺织品的邻苯基苯酚的限量。 2 4 回收率与精密度试验 在已知含量的样品中添加标准溶液，用本法进行测定，回收 率为8 5 一1 0 5 。同时测试几批样品，每批为5 份相同质量试样 ( 每份试样为1g 有机亚麻) ，分别添加浓度为8 8 4 u g m L 邻苯基苯酚 标准样品lm L 、2 r I l L 、3 m L 、4 I T l L 、 5 m L ，按1 2 1 样品前处理方法提取。平均回收率和相对标准 偏差( R S D ) 见表2 。 8 2 4 1 6 4 8 2 4 7 2 3 2 9 6 4 1 2 0 9 5 ，2 1 9 5 7 8 9 5 2 8 9 6 3 4 9 6 9 9 表2 样品的回收率试验结果 T a b 2R e s u l t so fr e c o v e r yt e s t 3 结论 0 1 4 3 9 8 0 7 1 2 试验结果表明，乙酰化气相色谱质谱法测定邻苯基苯酚残留 量的方法简便快速，灵敏度高，重现性好，结果准确，适合有机 亚麻中邻苯基苯酚残留量的测定。 参考文献： 【1 】1 盛龙生，苏焕华，郭丹滨色谱质谱联用技术 M 1 北京：化学工业出版社 2 0 0 6 【2 1 桂家祥，滕毛，谢杰，等生态纺织品及其检测技术现状阴现代商检科技， 1 9 9 7 ，7 ( 1 ) ：4 1 【3 】G B T2 0 3 8 6 - 2 0 0 6 ，纺织品邻苯基苯酚的测定【S 】 【4 】王明泰，牟峻，吴剑，等。纺织品中邻苯基苯酚残留量测定方法的研究们，纺 织科学研究，2 0 0 6 ，1 7 ( 2 ) ：4 0 4 7 【5 1O k o - T e xS t a n d a r d1 1 3 0 ，通用及特别技术条件【s 】 万方数据 600MW超临界机组高温疏水阀门断裂事故分析600MW超临界机组高温疏水阀门断裂事故分析 作者：曹艳萍 作者单位：中电投河南电力有限公司开封发电分公司,河南开封,475002 刊名： 中国科技纵横 英文刊名：CHINA SCIENCE & TECHNOLOGY PANORAMA MAGAZINE 年，卷(期)：2011(1) 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条) 1. 赵汉悦 电站阀门的维修及工艺探讨期刊论文-机电信息2010(24) 2. 蔡斌.王维军.李兴旺.Cai Bin.Wang Weijun.Li Xingwang 托电4号机组汽轮机DEH系统阀门控制冗余改造期刊 论文-电力科学与工程2008,24(7) 3. 李士武 河源电厂1号机组补水率偏高的分析调查与治理会议论文-2009 4. 王兰河 带压堵漏技术在高压蒸汽阀门泄漏中的应用期刊论文-黑龙江科技信息2010(33) 5. 唐峻.崔景辉.闫海英.Tang Jun.Cui Jinghui.Yan Haiying 电厂气力输灰系统故障分析及处理期刊论文-内蒙 古电力技术2010,28(z1) 6. 郭克峰.Guo Kefeng 600MW超临界机组炉顶立体柔性密封技术期刊论文-云南电力技术2011,39(1) 7. 朱春雷.袁东 国产300MW机组高调阀门杆端部螺纹断裂分析与解决会议论文-2009 8. 徐熙瑾.王学根.朱朝阳.XU Xi-jin.WANG Xue-gen.ZHU C