锅炉减温器喷水管座内壁裂纹超声波检测

　　1　前言

　　某火力发电公司#1机组一次中间再热自然循环锅炉,主要参数为:额定蒸发量1004t/h,主蒸汽压力为18.5MPa,主蒸汽温度为540℃,给水温度257℃。2008年3月24日发现Ⅲ级A侧减温器进水管座在变径处左侧泄漏,切割检查时发现管座内壁有较多龟状裂纹,联箱上的管座孔口也有较多径向裂纹。为了避免恶性事故的发生,确保设备安全可靠运行,准确地检查出同类缺陷的存在势在必行。

　　2　原因分析

　　Ⅲ级减温器(集箱筒体 406. 4×50,12CR1MoVG)布置在屏式过热器出口集箱至高温过热器进口集箱的连接管上,分左右共两只,其结如图1所示。减温器喷嘴均采用多孔喷管式,垂直于减温器筒体轴线的笛形管上有许多小孔,减温水从小孔喷出并雾化后与同方向的蒸汽进行混合,达到降低汽温的目的,减温幅度通过调节喷水量来控制。

　　2008年3月24日检查发现Ⅲ级A侧减温器进水管座在变径处左侧泄漏,对Ⅲ级A侧减温器管座变径开裂处切割检查,发现喷嘴管段在根部断裂,减温器管座内孔壁有较多密集疲劳应力裂纹,减温联箱进水管座内孔壁也有类似裂纹。喷嘴管段在根部产生断裂的主要原因是由于结构设计不合理,喷嘴管段末端无固定装置;而喷嘴管中段设计图纸有固定支撑,实际却无固定支撑。在减温水投、停过程中产生正、反向摆动,在喷管根部产生较大的弯曲应力,从而萌生裂纹核,随着交变应力的作用,导致了喷嘴管段疲劳断裂。喷嘴管段断裂后,减温水直接喷射到管座内壁导致密集热应力疲劳裂纹产生。

　　3　探伤方案的确定

　　由于管座及其角焊缝本身探伤条件的限制,很难准确检测其内部缺陷。DL647-2004《电站锅炉压力容器检验规程》规定在役检验中采用表面探伤及内窥镜检查内壁裂纹、磨损、腐蚀情况;因微细裂纹用内窥镜观察相对困难,而且无法保证能正确检出,往往采用割管检查。但如果对所有类似的厚壁管座进行割管检查,则恢复所耗时间长,且会浪费大量人力物力。

　　根据现有的检测设备条件,结合被检工件的规格、结构形状和产生裂纹的必然形态、拟采用小K值与大K值两种斜探头相结合的超声波检测方案,以确定管座内壁是否存在应力裂纹,及推断减温器喷水管根部是否存在泄漏。

　　4　探伤工艺

　　4.1　检测要点

　　针对减温器管座内壁缺陷为密集应力疲劳裂纹,呈龟状(如图2所示),并沿管座纵向发展为主,因而裂纹较多、较大、较深,周向裂纹则相对较少、较小、较浅的特点,能否应用超声波探伤技术准确地判断出管内壁裂纹,关键是要准确地辨认出管座内壁“端角反射”的真伪。