主汽管壓力表管開孔處內壁裂紋生成原因
闡述了主蒸汽管壓力表管開孔處內壁裂紋產生的原因，提出了相應的預防措施及對策。
娘子關發電廠3號、4號機組為哈爾濱三大動 力廠生產的100MW火力發電機組，分別于1980 年11月和1982年9月投產，其主蒸汽壓力 8.83MPa,蒸汽溫度為535 "C,流量為雙管 410 t/h。在機組運行達10萬小時之后相繼發生主 蒸汽機側4.5 m壓力表管座處泄漏事故，嚴重影響 到機組的安全運行。因此查找并分析其泄漏原因，提 出相應的預防措施和對策，對保證六大金屬部件的 安全運行是十分必要的。
1.管座泄漏和主蒸汽管內壁檢查情況
3號、4號機主蒸汽管規格為Y273 X28，材料為 10Crmo910，機側4.5m處均接有蒸汽壓力表管，規 格為Y14X2.0，材料為12CrMoV，二者是由Y20，
Y14加強管座相連接。1999年在開機前水壓試驗中 2臺機先后在此表管的管座角焊縫處發生泄漏。去 除管座打磨后經磁粉探傷檢查發現主蒸汽管開孔處 存在3條放射狀裂紋，其中在開孔的后方裂紋最長， 深度為8 mm，裂紋宏觀可見內有氧化物存在。后經 擴孔至Y25mm左右檢查，開孔周圍其它裂紋均消 除，而孔后方沿主蒸汽管汽流方向有一條裂紋在內 壁處仍未消除。為了將裂紋缺陷徹底消除，決定在 開孔處前100 mm和后700 mm將主蒸汽管段割 下。除對管內狀況進行檢查外，還對主蒸汽管內壁 裂紋的生成原因做了進一步分析。
a)采用內窺鏡對未割除兩端的主蒸汽管內壁 進行了宏觀檢查，表管開孔處來汽端管內壁未見異 常，而表管開孔處后700 mm以外主蒸汽管內壁雖 未發現宏觀裂紋，但內壁表面被汽流沖刷呈粗糙的溝條狀。
b)對割下的約800 mm管段內進行了宏觀檢 查， 表管開孔的來汽方內壁未見異常， 而表管開孔 處及后方向上有多條裂紋存在。
2裂紋性質
經檢查分析認為。
a裂紋屬冷熱疲勞裂紋。機組在運行中因工況 突然變化，壓力表管中的飽和水回流，使主蒸汽管 內壁的局部溫度驟然降低，產生了較大的冷熱交變 應力所致。
b隨著機組運行時間的增長，飽和水回流次數 增加，在開孔周圍及后方的管道內壁上逐漸萌生裂 紋并逐步沿伸增大，最終在管孔處發生泄漏。
c根據相關資料介紹，此類疲勞裂紋萌生和擴 展總壽命約為5 000周次。
3.裂紋形成原因分析
3.1連接方式及長度的影響
主蒸汽壓力表管從開孔處接出后分3路接至主 汽壓力表盤、就地壓力表盤及壓力變送器3處，且 均為盲腸性死管。在機組啟停時管內蒸汽極易受到 管壁冷卻而形成飽和水。連接管路愈長，分路愈多， 則熱損失愈大，越容易形成飽和水，形成的飽和水 量就愈多，致使主蒸汽管內壁產生裂紋所需時間愈短.
3.2壓力表管的保溫
現場檢查發現，壓力表管路上的保溫老化、脫 落、殘缺不全，有的管段甚至無保溫，致使表管熱 損失加大，更容易產生大量的積水。
3. 3水壓試驗
機組在水壓試驗時，由于此表管為盲腸管，管 內有可能存有大量的積水無法排凈，隨著主蒸汽溫 度升高后，大量積水回流到主蒸汽管表管開孔處后
方，這也是造成疲勞裂紋生成的一個原因。
3.4機組運行參數的變化
機組調峰升降參數，特別是鍋爐滅火、汽輪機 突然甩負荷等引起的參數突變，更容易造成表管中 飽和水回流，使主汽管內壁局部溫度驟降，產生較 大的熱應力。
3.5機組啟停次數及運行時間
隨著相組啟停次數和運行時間的增加，熱疲勞 周次也隨之增加，裂紋擴展加快。
4.預防措施及對策
根據多年來的工作實踐和對熱疲勞裂紋萌生壽 命的理論估算，鑒于目前我國火力發電機組設計技 術現狀，無法徹底根除此類裂紋的產生。也就是說 此類裂紋的產生是必然的，只不過發生的時間早晚 與所采取的措施有直接關聯。
a在條件允許的情況下’從設計時和改造中應考 慮盡量減少壓力表管的長度’以減少管內飽和水量。
b重視儀表管路的保溫工作，選用性能較好的保溫材料對此類管路予以全部保溫。
c改進此類表管與主蒸汽管內壁的連接方式。 在管座上加裝一只套管，并伸進主汽管內壁10mm ?15 mm,減少飽和水直接流到主汽管內表面造成 主汽管內壁局部溫度驟降而產生的熱應力。
d水壓試驗后，設法將此類管內積水排凈。
e加強對機組運行燃燒調整和汽輪機油質的監 督管理，盡量減少鍋爐滅火和汽輪機甩負荷等引起 的機組參數波動。
f當表管處發生泄漏時，除了對泄漏處進行處 理外，還要對主汽管開孔處內壁，特別是孔后方管 道內壁進行相應探傷檢查，確保裂紋及時得到發現 和消除。在機組運行5萬小時后對該處主汽管道,尤 其是開孔處對應后方約1m處管段進行超聲波探 傷，以期能及早發現蒸汽管內壁存在的裂紋。在機 組運行10萬個小時后，結合對機爐外部直徑小于 Y76 mm管道的更新，應對開孔處蒸汽管道進行全 面檢查、鑒定、更換，以確保重大金屬部件的安全運行。
