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【火电技术】1000MW火电机组水冷壁焊接再热裂纹分析

2015-05-04 09:03来源:中国钢铁新闻网关键词:火电机组火电技术水冷壁焊接收藏点赞

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本文介绍了1000MW火电机组水冷壁T23/12Cr1MoV焊接裂纹的产生状况,确定裂纹性质为再热裂纹。分析了再热裂纹的产生机理、影响因素。结合现场实际情况,从温度场均匀性、组装应力、焊缝成形、伸缩自由度等几个方面分析了再热裂纹产生的原因,并采取降低温度差、减小应力集中、提高焊缝的外观工艺、采用较小的焊接线能量、增加预热和后热工艺等措施避免了再热裂纹的产生。 关键词:水冷壁;再热裂纹;防止措施

材料是阻碍火力发电机组参数提高的最大的瓶颈。为了适应发电机组向超临界/超超临界的发展,提高材料的高温性能,近30年来,美、日、欧等发达国家在开发电站新材料方面进行了大量的试验研究。其中,T23钢是日本住友公司在借鉴我国自行研制的多元低合金耐热钢102钢(即GB5310-2008中的12Cr2MoWVTiB钢)的基础上开发出来的一种新型耐热钢种,其600℃时的强度与102钢相当,但焊接性能优于102钢。12Cr1MoV钢是目前国产高参数火力发电机组的主要用钢钢种之一,广泛用于锅炉的过热器管和再热器管,焊接性能良好。12Cr1MoV和T23同属于以Cr-Mo为基础的低、中合金珠光体耐热钢。虽有资料表明两者都有再热裂纹倾向,但由于人们对其重视,近年来火电施工罕有这两种钢材发生再热裂纹的现象。对于两种钢材焊接的研究资料并不多见,本文针对某1000MW火电机组塔式炉水冷壁施工中发生的T23/12Cr1MoV焊接裂纹进行了分析。

1现状调查

TIG-R31是常用焊接材料,多年来未发现过裂纹。谨慎起见,施工单位委托郑州机械研究所做化学成分分析,结果见附表。

焊丝化学成分符合规程要求,原因分析排除了焊接材料的因素。

2原因分析

生产实践证明,珠光体耐热钢焊后进行热处理是不可缺少的重要工序。多数珠光体耐热钢在焊后并未出现裂纹,而是在焊后热处理过程中产生了裂纹,即焊接再热裂纹。

从60年代开始,国外相继报道了因再热裂纹而发生的多起事故,促使各国对再热裂纹开展了大量的试验研究。70年代初,国内也报道了因再热裂纹而导致产品失效的事故。随着珠光体耐热钢应用于压力容器和高温高压管道,关于再热裂纹的报道也时有所闻。

本文中所提及的T23/12Cr1MoV裂纹具备再热裂纹的明显特征:1)在珠光体耐热钢消除应力热处理过程中产生;2)产生的部位均在焊接热影响区的过热粗晶区,裂纹沿熔合线方向在奥氏体粗晶晶界发展;3)出现在应力集中部位。

要分析裂纹产生的原因,必须先要了解再热裂纹的影响因素。

2.1再热裂纹影响因素

2.1.1焊缝成形

由于焊缝成形影响应力集中的大小,再热裂纹易产生于应力集中的热影响区粗晶区,因而也影响再热裂纹的产生。焊缝与母材过渡不圆滑,焊缝余高过高或存在咬肉、未熔合、未焊透等缺陷,在焊后再热过程中均能诱发再热裂纹。因此焊接过程中应尽可能的控制焊缝成形,对成形不理想或存在缺陷的部位进行修补,以达到降低焊接应力的作用,从而控制再热裂纹的产生。

2.1.2组装应力

组装时采用强力组对等,都会使得焊缝处存在大的组装应力。焊后再热过程中,容易引发再热裂纹,因此组装珠光体耐热钢时要避免强力组装,以减少组装应力。

原标题:1000MW火电机组水冷壁焊接再热裂纹分析
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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