锅炉末级过热器T92/HR3C异种钢接头断裂原因分析

孙 标 ，杨贤彪 ，肖 杰 ，杨 超

（1.神华国华（北京）电力研究院有限公司，北京 100069；2.江苏方天电力技术有限公司，江苏南京 211102）

某电厂1号炉为哈尔滨锅炉厂有限公司生产的HG3100/27.6-YM3型超超临界参数变压运行直流锅炉，2009年12月28日投产。2011年6月4日运行人员发现锅炉泄漏，当时机组主要运行参数为：机组负荷990 MW、主汽温度590℃、主汽压力25.74 MPa、再热蒸汽温度599℃、再热蒸汽压力5.48 MPa。截止至本次爆管停机，已累计运行约1万h。

1 失效部件情况介绍

经检查发现，末级过热器出口段第88屏外向内数第13根管位于顶棚上方的HR3C/T92异种钢焊接接头沿T92侧熔合线处整体断裂，如图1所示。

末级过热器管共有100屏，每屏由16根管组成。管子材料除外三圈管子下弯头区域局部采用SA213TP310HCbN外，进口段管子以SA-213TP347H为主，下弯头及出口段管子则以SA-213S30432为主；管子规格除外圈第1根管管子规格为Φ57×7.5和Φ57×9，其余15根管的管子规格为Φ44.5×7.5和Φ44.5×9。顶棚上方进口连接管材质为T91，出口连接管材质为T92。为了避免现场异种钢焊接工作，在SA-213S30432和T92材料的出口连接管之间设计了一段300 mm长的异种钢过渡段，布置在锅炉顶棚管上方，由150 mm长的SA213TP310HCbN（即HR3C）过渡短节（Φ54×14）和 150 mm 长 T92 过渡短节（Φ54×12）组焊而成，如图2所示。

该异种钢过渡段在锅炉厂内制造完成，采用自动热丝TIG焊接工艺，焊后经705～730℃保温40 min的焊接退火热处理，该热处理一般采用缝隙炉设备进行，据了解也有采用单个加热器进行局部热处理。

2 宏观分析

2.1 断口形貌分析

对上、下断口进行仔细观察，发现断裂沿异种钢接头T92侧熔合线和热影响区发生，如图3所示。内壁在距离异种钢焊缝根部熔合线1～2 mm处开始颈缩变形，断口平整如图4所示。……