【摘要】：目前，在各電廠，高再管爆管事故時有發生，主要原因是因為管子高溫氧化腐蝕現象嚴重，鋼102管子耐高溫性能不穩定；為防止事故再次發生，各電廠對高再管進行了改造，以耐高溫性能穩定的T91或TP304H的管子代替，下面我來談談華能汕頭電廠1#爐改造情況。
　　
　　【關鍵詞】：鍋爐，高再管，T91，改造
　　
　　0．前言：
　　華能汕頭電廠2#爐是由上海鍋爐廠制造的1000T/h的自然循環鍋爐，主蒸汽出口壓力16.7Mpa，主蒸汽出口溫度540℃；再熱蒸汽出口壓力3.82MPa流量794T/h，再熱蒸汽出口溫度540℃；在2007年小修對高再管進行取樣分析時，發現管排外二圈12Cr2MoWVTiB材質段管子高溫腐蝕現象嚴重，為確保鍋爐安全運行，2008年大修對高再管進行改造。高溫再熱器管排外二圈管子不同材質段結構如下：
　　       
　　
　　
　　
　　
　　　　
　　以上是高再外兩圈的單排管示意圖（管子規格均為Ф60×4）

              
　　　　1．所涉管材性能分析：
　　1．1．12Cr1MoV：該鋼屬珠光體熱強鋼。由于鋼中加入了少量的釩，可以降低合金元素(如鉬、鉻)由鐵素體向碳化物中轉移的速度，彌散分布的釩的碳化物可以強化鐵素體基體；該鋼在580℃時仍具有高的熱強性和抗氧化性能，并具有高的持久塑性。工藝性能和焊接性能較好，但對熱處理規范的敏感性較大，常出現沖擊韌性不均勻現象。在500℃～700℃回火時，具有回火脆性現象；長期在高溫下運行，會出現珠光體球化以及合金元素向碳化物轉移，使熱強性能下降；可用作壁溫≤570℃受熱面管子。
　　1．2．12Cr2MoWVTiB（鋼102）：屬貝氏體低合金熱強鋼。經正火加回火處理后的組織為貝氏體，主要用于壁溫≤600℃高壓鍋爐過、再熱器管。
　　1．3．T91：該鋼是美國ORNL首先開發研制的，我國也已研制出該鋼種，即10Cr9Mo1VNb。是美國在9Cr-1Mo鋼基礎上添加微量V、Nb，調整Si、Ni和Al添加量后形成的超9Cr鋼。該鋼的高溫強度優異，在550℃以上，其設計許用應力為T9和2.25Cr-1Mo鋼的兩倍。與1Cr19Ni9鋼相比，其等強(持久強度)溫度為625℃，抗氧化和抗蒸汽腐蝕性能與9Cr-1Mo鋼相當。該鋼種屬改良型9Cr-1Mo高強度馬氏體耐熱鋼，可用于亞臨界、超臨界鍋爐壁溫達650℃的過熱器管和再熱器管。
　　1．4．TP304H：是美國WSTMA213-TP304標準，屬奧氏體不銹熱強鋼，該鋼的使用溫度最高可達650℃，鍋爐管子允許的抗氧化溫度為705℃，該種鋼相當于我國GB13296-91中的1Cr18Ni9；可用于大型鍋爐的再熱器管、過熱器管及蒸汽管道。
　　2．改造原因分析
　　2．1從以上分析，我們很清楚，從設計上該四種鋼材均可以滿足鋼材壁溫比介質溫度高50～80℃的設計要求。但從取樣分析看，高溫氧化嚴重部位全在下部鋼102位置。部分位置氧化率已達到0、1mm/a。為什么會這樣呢？
　　2．2從各大電廠的實際運行及檢修時檢驗情況來看，12Cr1MoV制造工藝簡單，性能很穩定，570℃以下10萬小時的持久強度比國外的21/4Cr1Mo鋼高得多。使用在該溫度段內，故障率低，普遍得到認可。
　　2．3而對102鋼，它600℃、620℃的高溫性能，尤其是抗氧化性能均持懷疑態度。比如黃埔電、沙角電廠、湛江電廠等均認為該種鋼在其允許的溫度須內，有明顯的氧化腐蝕現象，且已用其它性能更高的管種取代了，華能汕頭電廠實際上檢驗結果亦是如此。
　　2．4對于T91與TP304H(ASME)，高溫性能好，尤其TP304抗氧化溫度可高達850℃，只是T91焊接及彎管工藝復雜，TP304價格昂貴。
　　3．改造內容
　　這次改造是將下U型彎全部鋼102材質的管子更換成高溫性能更強的T91和TP304H，其中最外圈采用TP304H，外二圈采用T91，如此可進一步提高了高再系統管子的高溫性能。
　　當然T91、TP304完全可以互相代替。
　　4．改造的施工工藝與質量控制
　　高再管子更換主要是從如下幾方面對施工質量進行控制的。
　　4．1．材質確認：
　　4．1．1舊管割除U型彎后剩余的上部管子進行光譜分析、材質確認，并在管子上標明材質。
　　4．1．2新管亦逐根進行光譜分析，確認材質并標明材質。
　　4．1．3新管逐根進行內、外表面檢查，確認無缺陷。
　　4．2制作新管：
　　4．2．1根據內外圈不同材質，不同尺寸進行彎頭制作。對兩種管子均采用機械冷彎，且對彎頭橢圓度、波接度及減薄率檢查。橢圓度不超過去12%，波浪度≤2mm，浪間距≥8mm，管子背彎減薄率≤10%，因TP304彎曲性能好，無需對彎頭進行熱處理；而T91管子半徑為R=250，管子規格為φ60*4，其正常彎曲后，外弧纖維伸長率已達12%，超過了5%，因此對T91材質管子彎頭均進行彎后熱處理，即在750℃±20℃進行去應力退火處理。
　　4．2．2 新、舊管子端口進行坡口加工，角度為30º±5º，且管端內外10～15mm范圍內打磨干凈至露出金屬光澤。
　　4．3．焊接：不難看出這次焊接共四種焊口，即為T91+T91，TP304+304，T91+12Cr1MoV，T304+12Cr1M1V。
　　4． 3．1全部焊口采用全氬弧焊。
　　4． 3．2．T91+T91，焊絲用TGS9CB；T91+12Cr1MoV，焊絲用TGS9CB；TP304+TP304，焊絲用HoCr19Mi9；TP304+Cr1MoV，焊絲用HoCr19Mi9。
　　確認新的管材材質后，進行曲對口、對口錯位≤管壁壁厚的10%，對口間隙為2～3mm，對口偏折量距焊縫中心200mm處不大于2mm。
　　4． 3．3．于T91+T91、T91+12Cr1MoV兩種材料焊接前預熱350~400℃，并焊后熱處理，緩慢加熱到750～770℃后，保溫1H，后緩冷，以防止產生焊后延遲裂紋。為保證焊接質量，必須在管內進行充氬處理，減少焊口根部缺陷。
　　4． 3．4．有焊口焊接完畢，熱處理完畢后進行100RT檢驗合格。
　　通過對高再管的改造，提高了高再管的抗高溫性能，抗氧化能力，從而提高鍋爐的安全運行能力。對鍋爐管材性能的分析和對比，我們可以更好的選用鍋爐用管材。
　　5．結束語：
　　鑒于高溫再熱器在火電廠中的重要作用，準確判斷缺陷，快速處理和消除缺陷顯得尤為重要。本文對高溫再熱器出現的故障及其處理方法進行了詳細的分析，為其它電廠處理此類缺陷提供借鑒和幫助，對火電廠安全穩定運行提供強有力的保障，具有較大的經濟效益和社會效益。
　　對華能汕頭電廠1#、2#爐運行過程出現問題的處理，如果不是經過深入細致的分析研究，是不可能達到如今預想的效果，這也是本人對華能汕頭發電廠安全運行所做的一點貢獻。
　　
　　參考文獻：
　　DL/5047-95，〈〈電力建設施工驗收技術規范〉〉鍋爐篇。
　　DL/5007-92，〈〈電力建設施工驗收技術規范〉〉焊接篇。
　　中國電力出版社火力發電廠金屬材料手冊姜求志2001年4月出版。