电厂P91、P92管材分层缺欠的超声检测标准分析

邓博华



电厂P91、P92管材分层缺欠的超声检测标准分析

邓博华

（广东电研锅炉压力容器检验中心有限公司，广东 广州 510700）

超临界机组可以提高燃煤电厂的经济效益，提升竞争力。P91和P92是超临界机组管线的重要管材，由于超临界机组的运行温度和压力较高，因此，对管材的要求也较高。目前，P91和P92基本依靠国外进口，使用过程中出现了管材分层缺欠的情况，对机组的安全运行产生了较大的威胁。结合工作经验，对管材超声检测的标准进行了介绍和分析，以便为相应的实践操作提供参考。

超临界机组；分层缺欠；超声检测；标准

目前，我国的电力资源主要来自于燃煤电厂，随着经济的不断发展和电厂间的竞争越来越激烈，电厂纷纷引进超临界和超超临界机组来提升电厂的经济性。在超临界和超超临界机组运行中，四大管道中的主蒸汽管线和再热蒸汽管线普遍采用的管材类型分别是A335P91和A335P92，这两种管材主要从美国和德国进口[1]。由于这两种管材具有的加工工艺特性，容易在管材的B端出现分层缺欠，如果在成型时不能保证B端的切除长度，供货态下则极易在B端产生分层缺欠。目前，我国四大管线的制造厂家（郑州、天津、常州）均发现过分层缺欠的情况[2]。由于超临界机组的运行温度和压力较高，对管线的要求也较高，因此，管线存在缺欠的情况是不能保证机组安全运行的。

1 国外管材分层缺欠超声检测适用标准

管材P91和P92的国外生产厂家（美国威曼高登和德国曼内斯曼）用BS EN10246-14：2000标准对管材进行评定。该标准适用于管材公称直径大于30 mm的钢管检测，对于管材的壁厚下限未进行明确要求。探头的标称频率选择应大于等于2 MHz，探头的晶片尺寸选取应该根据管材外径进行，保证在进行管材外圆探伤时，探头与管道的外壁保持良好接触。专用探伤试块φ6平底孔满幅波高或管材端口大平底－6 dB满幅作为探伤灵敏度。表1为验收等级和待检出的分层缺欠尺寸，表2为验收极限的相关数据。

超临界和超超临界机组使用的管线管材P91和P92的验收标准应该遵守U0级。在进行探伤检验时，如果反射当量达到或超过－6 dB时，应该对分层缺欠用6 dB方法进行轴向和周向的测量，并计算缺欠的面积。如果缺欠类型为单个分层缺欠，一般情况下，缺欠面积小于165 mm2时，认为产品合格；否则，作为不合格产品进行处理。U0级对于片状的显示累积无要求，即当相邻可疑区域的间距小于两个分层缺欠短轴的较小者时，则相邻可疑区域应视为一个分层缺欠处理。

表1 验收等级和待检出的分层缺欠尺寸

验收等级最小允许单个分层缺欠尺寸Bmin（1）/mm2周向尺寸C/mm U0165≥12 U1165 + pD/4（2）6～12 U2165 + pD/2（2）9～15 U3165 + pD（2）12～20 Bmin为分层缺欠纵向尺寸与周向尺寸之积，该尺寸应该修约至接近10 mm2的倍数；D为钢管的外径，mm

表2 验收极限

验收等级最大允许单个分层缺欠尺寸Bmax（1）/mm2最大累计分层面积（＞Bmin且＜Bmax）之和与钢管外表面之比/（%） 钢管上任意每米钢管全长上平均每米 U0165N/A（3）N/A（3） U1165 + pD（2）10.5 U2165 + 2pD（2）21 U3165 + 4pD（2）42 按本表计算的Bmin和Bmax应修约至接近10 mm2；D为钢管的外径，mm；N/A为不接受；注意，为了确定分层可疑区域的范围，当相邻可疑区域的间距小于两个分层短轴的较小者时，相邻可疑区域应视为一个分层缺欠

2 国内管材分层缺欠超声检测及验收标准

针对上述2种材质的管材，P92目前还不能实现国产化，对于A335P91管材，检测和评定的标准为《承压无缝和焊接（埋弧焊除外）钢管分层缺欠的超声检测》（GB/T 20490—2006）。该标准适用于管材公称直径大于30 mm的钢管检测，对于管材的壁厚下限未进行明确要求。探头的频率选择与BS NE10246-14：2000标准要求一致。专用探伤试块φ6平底孔满幅或管材端口大平底－10 dB满幅作为检测灵敏度。表3为验收等级和待检出的分层缺欠尺寸，表4为验收极限的相关数据。

表3 验收等级和待检出的分层缺欠尺寸

验收等级最小分层缺欠尺寸Bmina，b/mm2周向尺寸C/mm B116512 B2165 + pD/46～12 B3165 + pD/29～15 B4165 + pD12～20 Bmina，b为分层缺欠纵向尺寸和周向尺寸之积，该尺寸应修约至接近10 mm2的倍数；D为钢管的外径，mm

目前，国产的管材P91用于超临界和超超临界机组时，验收标准应该遵守B1级。在进行探伤检测时，如果反射当量达到或超过－10 dB时，应该对分层缺欠用6 dB方法进行轴向和周向的测量，并计算缺欠的面积。如果缺欠类型为单层缺欠，一般情况下，缺欠面积小于165 mm2时，认定为合格；否则，作为不合格产品处理。B1级对于片状的显示累积无要求，即当相邻可疑区域的间距小于两个分层缺欠短轴的较小者时，则相邻可疑区域应视为一个分层缺欠处理。

表4 验收极限

验收等级需考虑的最小单个分层尺寸Bmina，b，c/mm2最大允许单个分层尺寸Bmaxa，b，c/mm2钢管分层面积（＞Bmin且＜Bmax）之和与钢管外表面之比 / %验收等级 钢管上任意每米钢管全长上平均每米 B1—165—— B2165 + pD/4165 + pD10.5 B3165 + pD/2165 + 2pD21 B4165 + pD165 + 4pD42 D为钢管的外径，mm；按本表计算的Bmin和Bmax应修约至接近10 mm2；为了确定分层可疑区域的范围，当相邻可疑区域的间距小于两个分层短轴的较小者时，相邻可疑区域应视为一个分层缺欠

3 A335P91和A335P92管材分析概述

A335P91和A335P92的生产工艺可以分为挤压和精整。精整的具体过程为热处理、矫正、锯切、研磨和抛光，A335P91和A335P92出现缺欠的原因初步认为与锯切的长度有关。此外，与冶金的质量和冲压加工也有关系。

根据管材的分层缺欠产生的位置及特性，可以归结为：缺欠一般发生在管材B端附近500 mm的范围内，缺欠的部位一般位于靠近内壁处，夹层的缺欠类型为面积型缺陷，并与内外壁的圆周平行。

A335P91和A335P92管材在出厂之前都经过锯切工艺，且经过超声检测，一般情况下不会出现缺欠的情况，但如果切头的长度不足，加之超声检测时漏检，就极可能产生管材缺欠。

目前，我国的三大配管厂均发现有管材分层缺欠的情况，缺欠超标的管材用于超临界机组蒸汽管线时会对机组的安全操作性产生较大的影响，因此，配管前需要对管材进行细致的超声波检测。

国外生产的A335P91和A335P92管材检测标准是BS EN-10246-14：2000，对国外生产的P91和P92管材的缺欠检测及验收时，需要遵循该标准；否则，可能会造成国外厂家不认同相关的检测结果。

对我国生产的A335P91管材进行分层缺欠的超声检测和验收时，应采用《承压无缝和焊接（埋弧焊除外）钢管分层缺欠的超声检测》（GB/T 20490—2006）。值得指出的是，GB/T 20490—2006中规定：探伤时发现缺欠的反射当量达到管材端口大平底－10 dB（欧盟标准BS EN-10246-14：2000中为－6 dB）满幅时，应对该分层缺欠用6 dB法分别沿轴向、周向进行测长，并计算出分层缺欠的面积。由此可见国内标准要严于欧盟标准。

4 结束语

超临界机组的运行条件要求较高，因此，对机组管线的管材要求也较高。A335P91 和A335P92 是目前超临界机组常用的管材材质类型，基本依靠从美国和德国进口。P91 和P92 管材由于加工工艺具有的特殊性，容易在管材B 端附近500 mm 范围内产生分层缺欠，为机组的运行埋下安全隐患。本文通过对国内外该类型管材超声波检测标准的对比分析解读，可以更好地为相关的使用单位和技术人员提供检验依据，保证管材使用的合理性和科学性，保证发电机组的安全运行。

［1］陈君平，杨文峰，韩腾，等.P91/P92钢管道对接焊缝微裂纹的超声波检测［J］.无损检测，2016，38（08）：44-46.

［2］侯召堂，蔡晖，邵天佑，等.超超临界机组P92钢主蒸汽管道母材缺陷检测［J］.热力发电，2008，37（08）：79-81.

［3］宝山钢铁股份公司，冶金工业信息标准研究院.GB/T 20490—2006 承压无缝和焊接（埋弧焊除外）钢管分层缺欠的超声检测［S］.北京：中国标准出版社，2006.

〔编辑：张思楠〕

2095－6835（2018）19－0111－02

TG115.285

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.19.111