锅炉HR3C不锈钢末级过热器管泄漏原因

殷小双, 谌 康, 刘长福, 杜双明, 董树青

(中国大唐集团科学技术研究院有限公司 火力发电技术研究所, 北京 100040)

HR3C奥氏体不锈钢具有优良的高温强度、抗蠕变性能、抗蒸汽氧化性能和耐烟气腐蚀性能，已广泛应用于超超临界锅炉的过热器和再热器末级管道中。但在制造过程中，不规范的制造工艺会导致材料中存在晶间氧化、内折叠等原始缺陷。出厂无损检测时，若危害性缺陷漏检，则会对锅炉的运行造成隐患[1-5]。某电厂两台锅炉均为国产的型号为HG-1988/29.3-YM5、额定功率为660 MW的高效超超临界锅炉，该锅炉为单炉膛、对冲燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢构悬吊结构、π型布置的变压直流炉。锅炉运行仅1个月即发生末级过热器泄漏事故。泄漏过热器管的规格为φ44.5 mm×11 mm，材料为TP310HCbN(HR3C)奥氏体不锈钢，设计温度为660 ℃，蒸汽压力为31.2 MPa。为找到末级过热器管的泄漏原因，笔者对其进行了一系列检验与分析，以期减少该类事故的发生。

1 理化检验

1.1 宏观观察

对泄漏过热器进行观察,可见泄漏位置为末级过热器右数第5排后数第2根管,其宏观形貌如图1所示。可见泄漏管无明显宏观塑形变形，未发生明显涨粗及壁厚减薄现象，开裂两侧相对齐平；泄漏蒸汽沿裂纹将同排的后数第1根管吹损，形成沟槽状损伤。在泄漏管纵向裂纹处将管横向切开，发现除存在纵向裂纹外，管内壁距裂纹1/4周长位置还存在一处折叠缺陷，如图2所示。还可见裂纹起源于内壁，先沿与管壁厚度方向成45°角从折叠方向向外壁扩展约1.5 mm后，再沿壁厚方向向外壁扩展，在拐角处呈尖嘴状，外壁的开口宽度略大于内壁的。……