某电厂中隔墙管短时超温后材质状态评估

段文龙

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.030

摘 要：该文对某电厂后烟井中隔墙管子经短时超温后，在超温最严重的位置取样一根管子进行相关试验分析，根据试验数据通过计算对该材质是否可与继续使用进行评估。根据试验数据发现取样的中隔墙管屈服强度和抗拉强度略低于标准值，其他数据正常，材质状态良好。经过计算评估取样中隔墙管的寿命大于10万小时，仍可以继续使用。

关键词：中隔墙 超温 状态 评估

中图分类号：TU111 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0030-02

某电厂5号机组于2010年7月投产，2016年7月因外部原因造成机组满负荷运行中对外供电线路突然跳闸，从而使锅炉受热面管大面积超温。为了解锅炉受热面管超温后材质状态，该文在超温最严重的后烟井中隔墙管位置取样一根进行相关试验分析，以评定该管是否可以继续使用。取样管材质为SA210-C，规格为Φ51×6，取样长度为800 mm。机组运行时间为39 843 h，超温管子最高温度达到560 ℃，持续时间约10 h。

1 中隔墙管试验数据与结果分析

对取样管制备金相试样经机械研磨、抛光后，于莱卡DMI3000M金相显微镜下进行管内壁氧化层厚度分析，并经侵蚀后对金相组织进行分析与评定。具体试验结果如图1和图2所示，图1的组织为珠光体+铁素体，为该材质的正常组织，未出现蠕变裂纹，球化等级三级，图2取样管的氧化皮與管壁紧密结合，氧化皮层最厚处为0.017 mm。

2 硬度试验

采用VICKERS 402 MVD显微硬度计对以上试样进行硬度试验，并根据GB/T1172-1999《黑色金属硬度及强度换算值》，对实测显微硬度值进行布氏硬度换算，根据“DL/T438-2016火力发电厂金属技术监督规程”中对SA210-C布氏硬度值的规定，试样的硬度值符合技术要求，具体结果如表1所示。

3 室温拉伸试验

对取样管上制取4个常温拉伸试样。按照GB/T228.1-2010金属材料室温拉伸试验方法进行拉伸试验，检测结果如表2所示。由实验结果可知，取样管的常温屈服强度和抗拉强度平均值略低于技术要求。

4 高温拉伸试验

对取样管上制取4个高温拉伸试样。按照GB/T4338-2006金属材料高温拉伸试验方法进行拉伸试验，检测结果如表3所示，其中高温拉伸实验温度为460 ℃。由实验结果可知，送检试样符合高温规定非比例延伸强度的相关技术要求。

5 试验数据综合分析及寿命评估

以上后烟井中隔墙取样管的硬度试验数据在标准要求范围内。金相组织为珠光体和铁素体，没有出现蠕变裂纹，球化等级三级，常温拉伸试验数据表明取样管的抗拉强度、屈服强度平均值略低于技术要求，高温拉伸试验结果表明取样管符合技术要求。

#5炉自投产至今，机组运行39 843 h。取样管内壁氧化层厚度为0.017 mm，并综合前述各项试验结果根据以下公式对管样进行寿命评估：

（1）

式中：T为炉管金属当量运行壁温，K；

X为炉管内壁氧化层厚度，mm。

τ为炉管累计运行时间，h。

a、b为材料常数。

（2）

式中：tr为蠕变断裂寿命，h；

T为炉管当量运行壁温，K；

为炉管运行应力，MPa；

为与材料有关的常数。

考虑取样管壁厚减薄率的影响时的剩余寿命计算公式：

（3）

式中：为考虑取样管壁厚减薄率的影响时的剩余寿命，h；

K为炉管壁厚减薄率，mm/h；

n为应力敏感系数；

tr为L-M公式计算的蠕变断裂寿命，h。

由此可估算取样管当量壁温及剩余寿命大于10万小时。

6 结语

通过以上试验结果及分析得出以下结论，该取样管在经过560 ℃，持续时间约10 h短时超温运行后，材质状态良好，判断在目前运行条件下该管可以安全运行10万小时以上。

参考文献

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