文件汽包修复

1、报告编号：M-2014SZRE110Z-1密级： 无密级广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目技术报告项 目项目技术项 目 参 加苏州热工孙志强杨佳刘肖广西来宾 B 电厂苏钟瑞云崭编写：杨 佳校核：审查：批准：苏州热工2014 年 10 月框架目录第篇第篇第篇第篇第篇第篇第篇资质资格裂纹及修复可行性分析技术方案汽包修复过程检验检测原始报告安全评估运行技术监督第篇资质资格I目录11.11.21.31.41.51.61.72344.14.24.34.45SNPI 资质资格文件1SNPI 法定代表人证明书1SNPI 关于资格的函3资格证明文件4公司简介12苏州热工组织机构13公司获奖情况14

2、苏州院相关电厂设备评估及修复业绩表23SNPI 与中能建电建一公司合作协议31中能建 特种作业焊工资格热处理 无损检测金相检验焊接技术电力建设第一工程公司资格资质文件34资格. 40. 40资格资格资格资格. 41. 45. 52. 55广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目1SNPI 资质资格文件1.1SNPI 法定代表人证明书第 1 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 2 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目1.2SNPI 关于资格的函第 3 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目1.3资格证明文件第

3、4 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 5 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 6 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 7 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 8 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 9 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 10 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 11 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目1.4 公司简介苏州热工(简称“苏州院”

4、)于 2003 年 7 月由原电力公司苏州热工转制而成，由中国核电和能之汇投资共同投资设立。苏州院的前身苏州核电成立于 1978 年，电力工业部直属院所，其主要任务是跟踪、消化核电技术，为核电建设和生产运行服务。近三十年来经过全院科技人员的不懈努力，通过对核电和火电相关技术的研究和广泛实践，造就了一支高素质的人才队伍，在科研开发与技术服务、电力投资与经营、培训等诸方面开展了一些卓有成效的工作，在电力行业尤其是核电界已有了相当的知名度。苏州院持有环保颁发的甲级评价、发改委和质监总局核准颁发的设备监理甲级资质、质监核准颁发的管道设计资质证书。设有核安全局苏州核安全中心、电力行业锅炉容器检验中心、综

5、合检测机构资质、电力工业电力安全工器具质量监督检验测试中心、中国电力企业会培训中心及电力行业核电焊接技术培训中心。电力行业核电标准化技术委员会、中国电机工程学会核能发电分会、超（超）临界锅炉用钢及焊接技术协作网挂靠。电力行业民用处、电力行业 CFB 耐火耐磨核承压设备无损检验技术资格鉴定委员会委员会处挂靠。苏州院现有正式员工 910 名，设有管理技术中心、核安全技术中心、设备监督技术中心、再与电力安全中心、环境保护与化学中心、在议检查与性能试验中心、运行技术中心、系统工程中心、科技信息与培训中心九个专业技术研究中心、一个电站金属材料评估实验中心和一个示范电厂。苏州院在电站技术监督检验方面具有丰

6、富经验和雄厚的技术实力，为多家核电站、火电站实施了役前及在役机组的督检验工作。苏州院将秉持“以核为主、核常交融”的，以解决我国电站工程建设、生产运营中的应用技术问题为己任，以共用技术能力建设为基础，以推进电站技术的创新为，以提高电站机组的安全性、可靠性、性为目标。坚持走以市场为导向的学科建设，力争建设成为国内电站领域一流的科研院所，竭诚为广大用户提供优质服务。第 12 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目1.5苏州热工组织机构第 13 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目1.6公司获奖情况第 14 页 共 59 页编号奖项名称获奖项目名称颁奖

7、机构获奖等级1中国电力科学技术奖改进型 R337 焊接 15X1M1 钢大口径壁厚管道焊接接头性能及 评估试验评估中国电机工程学会中国电力科学技术工作办公室二等2中国电力科学技术奖邹县 3033t/h 超超临界锅炉金属管理研究中国电机工程学会中国电力科学技术工作办公室三等3科学技术进步奖发电厂热力设备重要部件寿命管理技术研究中民共和 国二等4陕西省科学技术奖300MW 以上机组 SA335P91与 12Cr1MoV 异种钢焊接性试验研究陕西省政府三等5省科学技术奖百万千瓦级超超临界火电机组建设开发研究省政府三等6中国电力科学技术奖火力发电机组高温部件管理技术研究中国电机工程学会中国电力科学技术

8、工作办公室一等7中国电力科学技术奖宝钢产 T91在火电厂应用的性能评价及其异种钢焊接工艺优化试验研究中国电机工程学会中国电力科学技术工作办公室二等8中国电力科学技术奖汽包头整体更换修复技 术研究与工程应用中国电机工程学会中国电力科学技术工作办公室三等9省电力公司科技进步奖T/P92 新型钢焊接工艺试验及应用技术开发研究省电力公司一等10劳动和保障部优秀质量解决主蒸汽管异焊口裂纹问题中民共和国劳动和保障部 中国劳动就业服务企业一等11中国电机工程学会第八届电站焊接优秀“秦岭电厂 1#机主蒸汽管道焊缝裂纹的焊修工艺”中国电机工程学会电站焊接专业委员会A 类12第七届电站焊接学术讨论会优秀“大厚壁灰

9、口铸铁油压缸断裂焊修工艺研究”中国电机工程学会电站焊接专业委员会A 类广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 15 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 16 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 17 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 18 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 19 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 20 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 21 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉

10、汽包裂纹缺陷修复项目第 22 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目1.7苏州院相关电厂设备评估及修复业绩表第 23 页 共 59 页编号项目名称业主签订时间1.#1 机组 2011 年 B 级检修焊接及热处理技术服务国电泰州发电2011 年 10 月2.#1 机组高、低压脱氧器仪表角焊缝缺陷焊接修复技术服务国华神华国际电力北京热电分公司2010 年 8 月3.7 号锅炉再热器连接管 P91/WC9 异种钢接头检测与分析国华太仓发电2009 年 10 月4.电站大厚壁耐热焊接接头性能评估及缺陷治理研究神华国华（北京）电力研究院2011 年 8 月5.#3 锅炉高温联箱三

11、通焊缝缺陷消除合同大唐国际盘山发电公司2010 年 8 月6.#4 锅炉高温联箱三通焊缝缺陷消除合同大唐国际盘山发电公司2010 年 8 月7.15Cr1Mo1V 钢监督导则编制协作国华盘山发电有限责任公司2011 年 4 月8.俄制超临界 500MW 汽轮机高压主汽门组建造国华盘山发电有限责任公司2012 年 6 月9.锅炉设备督检验合同国电汉川发电2011 年 4 月10.四大管道及汽轮机设备督检验国电汉川发电2011 年 7 月11.#3 机组主汽管焊接残余测试技术服务神华国华绥中发电有限责任公司2011 年 12 月12.带现状缺陷 P92蠕变断裂韧性及缺陷检测方法研究国华徐州发电20

12、11 年 3 月13.#2 机组#1 再热管道裂纹处理方案制定神华国华绥中发电有限责任公司2011 年 2 月14.#1、#2 机组四大管道支吊架校核、调整神华国华宁东发电有限公司2010 年 5 月15.1 号机组主蒸汽阀组焊接修复国华盘山发电有限责任公司2011 年 5 月16.#3 汽轮机主汽门裂纹分析及安全评估技术服务国华余姚燃气发电有限责任公司2013 年 4 月17.带线状缺陷 P92蠕变断裂韧性及缺陷检测方法研究国华徐州发电2011 年 3 月18.镍基焊材焊接 HR3C 钢工艺和接头性能试验研究国华徐州发电2009 年 5 月19.厚壁 12Cr1MoVG 管材性能评价、管座角

13、焊缝再热裂纹 分析和工艺优化试验研究东方电气东方锅炉2012 年 8 月广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 24 页 共 59 页20.在役百万千瓦 USC 机组主蒸汽及再热热段管道 P92 钢接头检测、缺陷分析、焊接修复及其安全性评估与应用技术研究惠州平海发电厂有限公司2012 年 7 月21.超级管道 P280GH 材料焊接性试验研究重工铸锻公司2012 年 5 月22.#2 炉减温器三通焊接接头裂纹处理惠州平海发电厂有限公司2011 年 5 月23.华塑 热电一期工程#1 锅炉末级过热器出口三通焊接接头裂纹处理电力建设第一工程公司2011 年 9 月24.#2 炉分隔屏及低

14、过三通焊接接头裂纹处理国投津能发电有限公司2011 年 5 月25.#2 机组再热管道接头裂纹分析及其焊接修复技术支持绥中发电公司2011 年 6 月26.2011 年年度督服务项目承包合同能源有限公司东部电厂2011 年 6 月27.#4 锅炉高温联箱三通改造技术服务合同大唐国际盘山发电公司2010 年 8 月28.汽轮机汽封磨损、裂纹焊接修复工艺研究江苏常熟发电2009 年 7 月29.超超临界机组新材料 HR3C 与 304H 工艺试验研究山东电力建设第三工程公司2009 年 3 月30.300MW 机组锅炉汽包裂纹分析及处理措施研究湖南省电力公司试验研究院2008 年 8 月广西来宾

15、B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目河北马头电力#8 锅炉汽包角焊缝缺陷修复改造合同甲方： 河北马头电力乙方： 苏州热工签订时间： 2008 年 1 月 15 日签订地点： 河北省邯郸市马头镇第 25 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 26 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 27 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 28 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 29 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 30 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2

16、 炉汽包裂纹缺陷修复项目2SNPI 与中能建电建一公司合作协议第 31 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 32 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 33 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目3中能建电力建设第一工程公司资格资质文件第 34 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 35 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 36 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 37 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修

17、复项目第 38 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 39 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目4特种作业资格4.1焊工资格第 40 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目4.2热处理资格第 41 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 42 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 43 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 44 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目4.3无损检测资格第 45 页 共 59 页广

18、西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 46 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 47 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 48 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 49 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 50 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 51 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目4.4金相检验资格第 52 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 53 页 共 59 页广西来宾

19、 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 54 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目5焊接技术资格第 55 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 56 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 57 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 58 页 共 59 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 59 页 共 59 页第篇及修复可行性分析裂纹II目录122.12.22.32.433.13.23.33.445678910背景1裂纹形貌与性质分析1试样截取1金相检验2裂纹断面观察4

20、小结8材料性能分析8化学成分分析8金相检验9显微硬度测量11小结12汽包设计技术资料分析13#2 炉汽包与安装技术资料. 16#2 炉汽包运行工况、检查及检修情况. 26汽包裂纹综合对比分析33修复过程的问题38裂纹修复主要技术措施39总结40广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目1背景广西来宾 B 电厂 2 号炉型号为哈尔滨锅炉厂的型号为 HG-1069/18.2-YM1，控制循环、亚临界、一次中间再热、四角喷燃、切圆燃烧、单炉膛单汽包 360MW 燃煤锅炉。锅炉最大连续蒸发量为 1069t/h，过热器出口/温度分别为 20.62MPa/543；再热器出口/温度分别为 4.695MP

21、a/541。#2 炉自 1999 年 10 月 11 日点火，2000年 2 月并网。2014 年 4 月停机大修期间，按要求，对汽包进行特种设备监督检验。检验期间，广西壮族特种设备监督检验检出#2 锅炉汽包省煤器给水管内壁、集中下降管外壁等部分位置裂纹缺陷。通过对汽包整体焊缝位置进行扩大性检查，发现：2 号炉汽包多处位置裂纹缺陷。图 1-1 为#2 锅炉汽包右一省给水管内壁角焊缝经磁粉检测后，典型线性显示形貌特征。本分析报告借鉴 2013 年 10 月来宾 B 电厂#1 机组同类型缺陷研究结果，综合#2 机组缺陷部位裂纹缺陷特征，进行相关测试与分析。图 1-1 右一省给水管典型线性显示2裂纹

22、形貌与性质分析2.1 试样截取采用机械切割的方式在#1 炉右侧第 2 个省给水管角焊缝处截取一试样，试样为三棱柱体，见图 2-1。试样保留部分线性显示区。第 1 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目通过手工锯割，从试样线性显示较连续的部分截取 1 号、2 号和 3 号试块，长度分别为 10mm、5mm、3mm。发现裂纹，裂纹位置如切割后的三块试样进行宏观观察后，在靠近外表面处均图 2-2 所示。 3 号试样沿裂纹扩展方向锯割为高 3mm 的小块，以便打开裂纹做断面观察。图 2-1 试样形貌图 2-2试样横截面裂纹位置2.2 金相检验采用 4%硝酸为腐蚀剂，对 1 号、

23、2 号试样金相检验，裂纹宏观形貌如图 2-3 所示。观察可见，两块试样的裂纹均位于焊缝区，靠近熔合线；1 号试样的裂纹长度为 726m，2 号试样的裂纹长度为 1004m（由于在试样截取前已进行了打磨，裂纹起始位置可能已经破坏，见图 2-1）；两裂纹张口较大，1 号裂纹出现类椭圆形状，可能是裂纹扩展时遇到气孔等缺陷导致。基本平直，2 号裂纹中间(a)1 号裂纹位置(b)2 号裂纹位置第 2 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目(c)1 号裂纹长度(d)2 号裂纹长度图 2-3 裂纹宏观金相观察微观金相检验如图 2-3图 2-6 所示，从图中可以看出，裂纹为穿晶开裂，裂

24、纹尖端明显的氧化物，据此裂纹应是在运行的高温环境下产生的。由于试样在现场截取前可能受到破坏，因此从横剖面的金相分析无法裂纹起始位置及裂纹特征。图 2-41 号裂纹尖端形貌第 3 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目图 2-52 号裂纹尖端形貌图 2-62 号裂纹起始位置附近形貌2.3 裂纹断面观察通过液氮浸泡与超声波后将 3 号试样裂纹打开，裂纹断口宏观形貌如图 2-7 所示。第 4 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目图 2-7 裂纹断口宏观形貌经扫描电镜观察及微区能谱分析，断口已基本被氧化物覆盖，这说明裂纹是在运行的高温环境下产生的，且产

25、生时间较长，详见图 2-8。在靠近裂纹尖端的断口局部与棱，如图 2-9 所示，结合裂纹的穿晶断裂性质，断裂属延性断裂，断裂材料具备一定的韧性储备。图 2-10 是在靠近裂纹尖端的二次裂纹形貌。图 2-11 是靠近裂纹表面的断口形貌，可以看出，现场对试样有打磨破坏，已无法观察到裂纹起始部分的形貌。(a)断口氧化物形貌第 5 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目(b)氧化物能谱分析图 2-8断口氧化物形貌(a)断口形貌第 6 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目(b)断口棱形貌图 2-9 裂纹起始处局部断口形貌图 2- 10 二次裂纹形貌第 7

26、页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目图 2- 11 裂纹近表面形貌2.4 小结通过对裂纹横切面及断面形貌进行的观察与能谱分析研究表明，裂纹位于靠近熔合线的焊缝区，为穿晶开裂，裂纹中部有类椭圆形状；裂纹断面已基本被氧化物覆盖，局部有与棱形貌，在靠近裂纹尖端处发现二次裂纹形貌。由于现场对试样有打磨破坏，已无法观察到裂纹起始部分的形貌，现有试验结果表明，裂纹为延性开裂，材料具有一定的韧性储备，裂纹可能产生于高温环境下，焊缝区气孔等缺陷，裂纹扩展时遇到气孔形成类椭圆形状。3材料性能分析3.1 化学成分分析采用光谱分析法对试样母材与焊缝的化学成分进行了检测，结果如表 3-1 所

27、示。对比母材测试结果与 ASME SA-299 中的规定，测试所得的化学成分均符合标准对 SA-299碳硅锰钢的要求；对比焊缝测试结果与所用 J507 焊条成分要求，焊缝除 Mo 含量偏高外，其余成分均符合要求。Mo 是强碳化物形成元素，具有明显的沉淀强化作用，Mo 的增加对于焊缝强度的提第 8 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目高具有良好作用；但 Mo 显著提高了钢的淬硬性，且在回火时有二次硬化的作用，故在进行多道焊接过程中，由于焊接热循环的作用，极易造成焊缝脆化，使其低温冲击韧性急剧下降。表 3-1 化学成分测试结果（%）3.2 金相检验采用 4%硝酸作为腐蚀剂

28、，对 1 号试样进行金相检验，试样金相形貌如图 3-1图 3-4 所示。从图中可以看出，试样母材主要为铁素体和珠光体组织，组织分布均匀；细晶区主要为铁素体和珠光体组织，粗晶区主要为贝氏体组织，焊缝主要为铁素体和贝氏体组织，贝氏体形态明显。金相检验结果表明，试样母材、热影响区、焊缝未发现异常组织。图 3-1 母材典型组织第 9 页 共 41 页试样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-焊缝0.08080.

29、2371.070.01170.00750.05360.4710.05970.0047J507 焊条-0.751.600.0300.0200.200.300.300.08广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目图 3-2细晶区典型组织图 3-3粗晶区典型组织第 10 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目图 3-4 疑似夹杂组织能谱分析（铁素体）3.3 显微硬度测量对 2 号试样的焊缝、热影响区与母材进行显微硬度测试。测量从母材至焊缝选取一条长 10mm 的直线，每隔 0.5mm 测一个点，共测量 20 个点。测试结果见表 3-2， 硬度数据曲线如图 3-5 所示。

30、从曲线可以看出，从母材至焊缝的硬度呈缓慢增长的趋势。按照 GB/T 1172-1999“黑色金属硬度及强度换算值”进行硬度换算，母材、焊缝及热影响区硬度均满足 DL/T 752-2001“火力发电厂异种钢焊接技术规程”标准要求。表 3-2显微硬度测试结果第 11 页 共 41 页测试点位置测试值（HV0.3）平均值1-7母材1701771841631681761911768-13细晶区169183189181185185-18214-15粗晶区202207-20516-20焊缝224203214214224-216广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目图 3-5 显微硬度曲线3.4 小

31、结通过对母材、细晶区、粗晶区及焊缝进行的成分、金相、硬度等研究表明，母材与热影响区的成分和硬度结果均符合标准规定，组织未发现异常；焊缝硬度及组织未发现异常，但 Mo 元素含量偏高，会导致焊缝脆化，可能会对焊缝开裂产生不利影响。第 12 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目4汽包设计技术资料分析对#2 炉汽包以下设计技术资料进行了，包括：llllllll设计图强度计算书；质量证明书；设计说明书和使用说明书；热力计算书和汇总表；水循环计算书和汇总表；安全阀排放量计算书及质量证明书；设计修改技术资料、缺陷返修处理。相关资料见附件 12。结果表明，#2 炉设计技术资料齐全，内

32、容符合相关标准与技术要求。强度计算书表明，锅筒及其接管、开孔等部位的强度均满足要求。第 13 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目附件 1汽包结构总图第 14 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目附件 2锅筒强度计算书第 15 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目5#2 炉汽包与安装技术资料对汽包以下和安装技术资料进行了，包括：llllllllll汽包材料的理化性能复验情况汽包焊接工艺评定报告(WPQ)汽包焊接和热处理作业指导书(WPS)时汽包焊接和热处理过程质量时汽包焊缝无损检测报告安装及三级验收书；安装和找正及验

33、收；有关安装的设计变更通知单、设备修改通知单、材料代用通知单及设计证明；现场组合、安装焊缝的检验资料；安装部门配制承压元件的设计、施工、检验资料；l水压试验作业指导书l汽包缺陷返修等相关资料见附件 2 。结果表明，相关技术资料内容符合、行业准。第 16 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目附件 3材料检验与复验资料（部分）第 17 页共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 18 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 19 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目附件 4焊接工艺规程(部分)第 20

34、 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 21 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目附件 5焊接和热处理过程（部分）第 22 页共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 23 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 24 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目第 25 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目6#2 炉汽包运行工况、检查及检修情况6.1汽包运行工况参数情况广西来宾 B 电厂 2 号炉型号为哈尔滨锅炉厂的型号为 HG-1069/18.2-

35、YM1，控制循环、亚临界、一次中间再热、四角喷燃、切圆燃烧、单炉膛单汽包 360MW 燃煤锅炉。锅炉最大连续蒸发量为 1069t/h，过热器出口/温度分别为 20.62MPa/543；再热器出口/温度分别为 4.695MPa/541。#2 炉自 1999 年 10 月 11 日点火，2000年 2 月并网。6.2汽包运行环境介质分析汽包是自然循环锅炉中最重要的受压元件，汽包的作用主要有：lll是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环。内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质。有一定水量，具有一定蓄热能力，缓和汽压的变化速度。l汽包上有表、水位计、事故放水、安全阀等

36、设备，保证锅炉安全运行。汽包工作流程是：从水冷壁来的汽水混合物经过汽包上部引入管进入汽包内部，沿着汽包内壁与弧形衬板形成的狭窄的环形通道流下，使汽水混合物以适当的流速均匀的传热给汽包内壁，这样克服了锅炉启停时汽包上下壁温差过大的，可以较快的启动。进入汽包的汽水混合物分别进入汽水旋风分离器，利用改变方向时的惯性进行惯性分离，这是汽水混合物的第一次分离。被分离出来的蒸汽仍带有不少水分，从分离器顶部进入波形板分离器，它装在旋风分离器顶部，带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中，利用使水黏附在面上形成水膜往，将水滴再次分离出来，称为二次分离。二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽，利用水的密度差进行重力分离，这是

37、三次分离。蒸汽经过三次分离后，达到了蒸汽质量标准，再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。6.3汽包运行及启停力学（温差等）计算与分析对于电站锅炉，在炉外承压部件中，汽包是最重要的部件，而且汽包的体积庞大，第 26 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目壁厚厚，造价高，一旦发生破坏，现场修复十分。而应变疲劳损伤是汽包失效的主要之一。导致汽包应变疲劳失效的主要是汽包运行时的热，而汽包筒体的温差是造成热的主要。启动和停炉的温度变化越快，热越大，越容易导致疲劳裂纹。汽包的局部集中区域、焊接及其焊接缺陷区域，往往是应变疲劳的萌生处。6.3.1汽包热分析锅炉汽包承受的热主要包括内外

38、壁温差热(径向热)和上下壁温差热应力(热)。汽包在运行过程中，特别是在启停及变负荷等不稳定工况下，由于内外壁温度不同，导致内外壁膨胀量不同。会在汽包壁内部产生热，即内外壁温差热；另外，汽包上半部金属与蒸汽相接触，下半部金属与接触，由于蒸汽和汽包内壁的放热系数不同，所以造成汽包上下壁之间温度分布不均匀，从而造成热，称为上下壁温差热。1）内外壁温差热在锅炉承压部件中，内外壁的壁温往往不相同而着一定的温差，在启动及停炉时这种温差更加显著。由传热学知识可知，温度沿圆筒壁厚方向的变化规律为：rln()rnt(r) = t +Dt(6-1)nrln( w )rnDt = tw - tn式中tn 内壁温度；

39、tw 外壁温度；rn , rw 内、外壁半径；r 筒壁内任意点的半径；Dt 内、外壁温差。当温度沿壁厚按对数规律式（6-1）分布时，任意点的温度tp (r) 为：第 27 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目ìïr 2 öùüïéær 2 öDtær 2rt (r) =ítç1 - n ÷ +ê2 ln- ç1 - n ÷úý(6-2)pn2 ln b2r 2rr 2èø

40、nèøûþëî汽包的长度相对于横向大得多，则除了两端附近区域外，可以认为筒体处于平s rn= s rw = 0 ,环向热面应变状态。当筒体不受外载作用时，内外壁处的径向热s tq 和轴向热s tz 相等，而且是径向截面上的最大热。s tr= 0aEDt æb 2ö(6-3)1s tq = s tz=ç-÷ø1 - mb -12 ln b2è从式(6-3)可以看出，在内、外壁处，由内外壁温差引起的热的大小与线膨胀系数、弹性模量 E、泊松比、外径与内径的比值和温差t 有关。其中，

41、前三项均为材料物性参数，也是已知的设计参数，因此在内、外壁处，由内外壁温差引起的热将只与内外壁温差t 有关，成为t 的单值函数。2）上下壁温差热锅炉在启动过程中，汽包内汽侧的介质温度为相应下的饱和温度，而水侧的介质温度低于饱和温度。此时，汽包上半部空间内的饱和蒸汽遇到较冷的汽包壁时将发生凝结放热，汽包下半部空间内的水与汽包壁的换热以自然对流为主。因为凝结放热系数比自然对流换热系数大得多，所以汽包上半部金属的速度比下半部快，这就使得启动过程中上半部金属温度高于下半部金属温度。在停炉过程中，水侧介质的温度接近饱和温度，汽侧介质将发生过热而高于饱和温度。而且，水的对流放热系数比汽侧蒸汽的放热系数大得

42、多，从而汽包上半部金属温度比下半部金属温度降得慢。这样，在停炉时也是汽包上半部的壁温高于其下半部的壁温。不一样的壁温导致各纵向之间膨胀的不均匀性，进而产生热，即上下壁温差热(热)。由于实际汽包为悬吊结构，轴向伸长可以看作是自由的，但汽包上连接有各种管子，汽包的弯曲被这些管子部分地了。因此，汽包的轴向热为：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 页共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目则s = aEDtKt(6-6)sDt 汽包上下壁之间的最大温差。K 值

43、在数值上等于汽包中实际热与汽包两端受约束时其壁内所产生的热的比值，其值永远小于 1。根据实测的温度分布曲线的计算表明，K 值大于 0.4，通常取 K0.3。通常状态下，上下壁温差造成的轴向热值很小，一般为 2030MPa，而内压造及变化范围达 200400MPa，内外壁温差造成的成的机械及变化也相当可观，对于厚壁汽包内外壁温差热可达到与机械相同的数量级。在中，机械和内外壁温差热占去绝大部分，上下壁温差造成的影响相比之下很微弱。某些(如德国)在疲劳计算方法中就不考虑上下壁温差影响，也忽略了上下壁温差热应力。6.3.2综合汽包壁的热与机械确定后，再将这些进行叠加。对于疲劳计算来说，叠加的原则是：将

44、汽包上最点处的各种循环分量叠加，即汽包集中下降的纵向截面和横向截面两处，并且对于各种，再考虑各自的集中系数，再按上述原则进行叠加。根据此原则，汽包内压和径向温差引起的综合为：p(D + s) + s ss = s(6-7)t tqm2s式中： p 工作；D 汽包内径；s 汽包壁厚；s tq 无孔汽包径向温差引起的环向热；s m 机械集中系数；s t 径向温差引起的热系数。第 29 页 共 41 页广西来宾 B 电厂#2 炉汽包裂纹缺陷修复项目6.3.3汽包应变疲劳评估传统上，汽包材料应变疲劳的评估方法有两种：安全计算法和损伤容限计与的关系曲线（s - N 曲线）计算时，只需要计算出或实验测定算

45、法。安全计算法是首先通过实验方法获得或应变与的关系曲线（ e - N 曲线）。在进行出汽包上峰值区的幅（或应变幅），然后在已知的疲劳曲线上找出对应的断裂循环次数 N 。损伤容 限计算法是利用断裂力学的方法循环作用下的扩展速度da / dN ,从而可以求得裂纹由原始扩展到临界所经历的循环次数。目前主要的疲劳校核计算标准方法都采用安全计算法，如美国的 ASME 标准，英国的 BS5500-2006 规范，德国的 TRD301-1998 以及俄罗斯的 OCT 标准。这些标准的原理基本相同，但选用的强度理论及设计曲线不同，如美国和英国采用的是最大剪的第三强度理论，而德国采用的是第一强度理论。我国 GB/T9222-2008水管锅炉受压元件强度计算附录 A 规定了锅筒低击疲劳寿命计算方法。根据实验得出的工作温度低于 375锅筒常用材料的低击疲劳设计曲线，采用累积损伤安全准则，得出给定工况下的循环次数。计算中主均取自内压的热的极值，因此计算结果偏于保守（安全）。6.4影响电站汽包应变疲劳的因素从对应变疲劳特点与汽包应变疲劳计算的分析中可以发现，影响汽包应变疲劳的因素主要有以下几点。6.4.1汽包内外壁温差与温差对于厚壁锅筒，热在总中的比例，可以达到与内压产生的机械相当的份额，甚至超过内压产生的。但在温差产生的热中，温差在总中所占