电站锅炉异种钢受热面管的相控阵超声检测

李 辉,钱亚勇,孙贺斌,张洋洋

(甘肃电力科学研究院技术中心有限公司，兰州 730050)

在役电站锅炉，特别是超临界电站锅炉的受热面管，其高温段普遍采用奥氏体钢和铁素体钢对接接头。多数异种钢对接接头的失效原因都是其存在焊接缺陷，同时奥氏体和铁素体线膨胀系数的不同造成了异种钢熔合线附近区域存在较高的水平应力[1]，在机组运行的交变热应力、管内气流波动引起的振动应力的共同作用下，异种钢对接接头的熔合线附近受到了较大的循环应力作用，疲劳类型为低周疲劳，当机组运行(56)×104h后，载荷超过一定值时，对接接头应力集中部位开始失效[2]，进而造成机组泄露。

目前对在役异种钢对接接头的检测方法主要为渗透检测和A型脉冲超声检测，虽然这两种检测方法配合使用能覆盖检测整个对接接头的表面和内部，但渗透检测只适用于表面开口型缺陷，A型脉冲超声检测受管壁厚度、管子曲率、检测灵敏度等因素的影响较大，同时受技术人员水平的影响，整体检测结果不理想[3]。某超临界电站锅炉(660 MW)高温过热器异种钢受热面管(T91/SA-213TP347H型)对接接头结构如图1所示，笔者从检测效率、安全性等方面考虑，采用相控阵超声检测方法，选用合理的检测工艺，现场检测120根管子，发现其中7根管子对接接头存在异常反射波。为验证检测工艺的合理性，对其中1根存在异常反射波的对接接头进行切割，并进行了X射线检测、焊缝解剖和金相分析。……