摘 要：當(dāng)前我們的科技水平顯著提升，對(duì)于各類電力能源的需求同樣也實(shí)現(xiàn)了增長(zhǎng)，這也使得火力發(fā)電站需要進(jìn)一步提高運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量，針對(duì)各類安全隱患問題需要及時(shí)檢查并解決，避免對(duì)電站綜合運(yùn)行效果造成負(fù)面影響。本文針對(duì)電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管焊縫斷裂問題進(jìn)行深入的分析與討論，希望能夠保障電站汽輪機(jī)組有效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：發(fā)電站;汽輪機(jī);高壓缸;疏水管;焊縫斷裂

引言：現(xiàn)如今，我國(guó)火力發(fā)電廠運(yùn)行質(zhì)量能夠直接影響我國(guó)電網(wǎng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，但是在電站汽輪機(jī)運(yùn)行過程中容易發(fā)生高壓缸疏水管焊縫斷裂問題，因此本文就此進(jìn)行有針對(duì)性的研究與探討，旨在有效解決焊縫斷裂問題，確保火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 研究對(duì)象背景

為了進(jìn)一步探索電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管焊縫斷裂問題，本文針對(duì)某電廠汽輪機(jī)所發(fā)生的汽水泄漏事故進(jìn)行分析。在該事故中，再凝式汽式汽輪機(jī)發(fā)生泄漏事故，并導(dǎo)致設(shè)備臨時(shí)停機(jī)，經(jīng)過初步的判斷與檢查，可以發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)高壓缸內(nèi)部的疏水管出現(xiàn)斷裂和脫落問題。汽輪機(jī)缸體材質(zhì)為ZGl5Cr2Mol，事故中出現(xiàn)斷裂問題的疏水管已經(jīng)運(yùn)行2.7萬小時(shí)，其工作壓力為12.5MPa，主汽溫度為500℃。

當(dāng)汽輪機(jī)高壓缸出現(xiàn)裂縫問題之后，整個(gè)汽輪機(jī)機(jī)組的運(yùn)行會(huì)造成較大程度的應(yīng)力集中，在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)之下很容易導(dǎo)致裂縫，向四周進(jìn)行繼續(xù)拓展，如果此類高壓缸疏水管焊縫、裂縫無法實(shí)現(xiàn)有效處理或處理辦法缺少針對(duì)性，則同樣也會(huì)對(duì)電站汽輪機(jī)高壓缸，造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，直接汽輪機(jī)機(jī)組的安全有效運(yùn)行。因此在對(duì)電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管焊縫斷裂問題進(jìn)行處理時(shí)，要特別注意修復(fù)工藝，并保證修復(fù)的質(zhì)量和水平。

2 電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管焊縫斷裂分析

2.1 宏觀觀察分析

通過對(duì)該汽輪機(jī)高壓缸疏水管進(jìn)行前期的宏觀檢查可以得知，裂縫的主要位置在于疏水管與汽輪機(jī)高壓缸之間的連接位置——角焊縫位置，其具體的斷裂主要沿著角焊縫的形狀進(jìn)行環(huán)形分布，這也導(dǎo)致了該疏水管斷裂位置既有焊縫，同樣也存在撕裂的區(qū)域，焊縫中存在兩處為焊透點(diǎn)位。

2.2 微觀形貌分析

在針對(duì)電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管焊縫斷裂問題進(jìn)行微觀分析時(shí)，主要采取顯微成像以及金相組織分析的手段開展。首先在顯微成像中主要將出現(xiàn)斷裂問題的疏水管進(jìn)行金相取樣，隨后將斷裂管子磨至拋光，應(yīng)用硝酸酒精溶液對(duì)管道進(jìn)行腐蝕。隨后應(yīng)用金相顯微鏡對(duì)出現(xiàn)焊縫斷鏈問題的疏水管進(jìn)行形貌與組織形態(tài)的觀察與分析判斷。

通過金相顯微鏡的觀察，可以得知兩條疏水管的斷裂縫隙呈現(xiàn)出較大的差異，一條為主斷裂截面，整個(gè)表面相對(duì)平整，而另一條則體現(xiàn)為高低不平的斷裂面，出現(xiàn)高低不平斷裂面的原因主要由于此條斷裂為瞬斷區(qū)和受到外力影響的撕裂區(qū)。特別是管道表面存在二次裂紋，其二次裂紋主要從管道的內(nèi)壁逐漸向外壁進(jìn)行延伸，尾部相對(duì)尖銳，且有較為明顯的氧化物質(zhì)存在。在進(jìn)行金相檢驗(yàn)時(shí)焊縫的位置存在熱影響區(qū)域，且此類區(qū)域相關(guān)組織越來越細(xì)，并未出現(xiàn)一定老化現(xiàn)象。

2.3 硬度檢驗(yàn)分析

對(duì)電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管出現(xiàn)焊縫斷裂問題的管道開展硬度檢驗(yàn)主要采取HB-3000布氏硬度計(jì)開展測(cè)量檢測(cè)，結(jié)果顯示該管道的焊縫位置以及熱影響區(qū)域整體硬度相對(duì)較高;在進(jìn)行顯微維氏硬度檢驗(yàn)中，可以得知管道母材在顯微硬度檢驗(yàn)中呈現(xiàn)出較為正常的硬度，但是熱影響區(qū)域以及焊縫區(qū)域硬度偏高。

2.4 檢測(cè)結(jié)果分析

出現(xiàn)汽水泄漏事故問題的電站汽輪機(jī)，其高壓缸疏水管焊縫出現(xiàn)斷裂最主要原因在于疏水管與高壓缸之間的角焊部位，焊縫根部存在未焊透的問題。焊縫整體成型效果較差，此類未焊透的缺陷和問題，不僅導(dǎo)致焊縫的截面積不斷減少，同樣也使得疏水管與缸體之間的接頭強(qiáng)度有所下降，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的應(yīng)力集中問題，為焊縫裂紋向四周拓展和繼續(xù)蔓延提供了條件。在此次研究中筆者主要應(yīng)用金相檢驗(yàn)顯微進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)此類焊縫裂紋的源頭恰恰在于疏水管與缸體間未焊透缺陷的形狀突變處，并主要呈現(xiàn)出由內(nèi)壁向外壁進(jìn)行逐漸延伸的態(tài)勢(shì)，焊縫熔合線附近主要為熱影響區(qū)域，該區(qū)域組織相對(duì)粗大且硬度偏高，這也導(dǎo)致了焊縫以及熱影響區(qū)同樣都呈現(xiàn)出硬度偏高的問題，未焊透的焊縫處出現(xiàn)突變，其硬度同樣也達(dá)到最高，這也恰恰成為了整個(gè)管道的薄弱環(huán)節(jié)。特別是在針對(duì)該設(shè)備以及汽輪機(jī)高壓缸疏水管的檢查過程中，并沒有對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的熱處理，因此無法有效清除焊縫的殘余應(yīng)力，這也導(dǎo)致設(shè)備在后期應(yīng)用過程中，焊縫受力水平不斷降低，并釀成了更為嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)。

3 電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管焊縫斷裂預(yù)防對(duì)策

因?yàn)殡娬酒啓C(jī)高壓缸疏水管為整個(gè)汽輪機(jī)正常運(yùn)行的附屬關(guān)系，整體直徑相對(duì)較少，因此在針對(duì)疏水管進(jìn)行焊接時(shí)，工作量也相對(duì)較少，這也導(dǎo)致有時(shí)在針對(duì)電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管進(jìn)行焊接時(shí)，工作人員的重視程度不足，甚至存在一味為了追趕進(jìn)度，而并沒有對(duì)疏水管焊縫接頭開展應(yīng)力消除處理，這也導(dǎo)致焊接處以及接頭位置出現(xiàn)較大水平的殘余應(yīng)力。除此之外，在針對(duì)高壓缸疏水管進(jìn)行焊接時(shí)，主要采取低合金耐熱鋼，在對(duì)其進(jìn)行焊接時(shí)容易發(fā)生裂紋的問題，再加上疏水管直徑相對(duì)較少，在焊接過程中極其容易出現(xiàn)未焊透或焊縫未充分熔合等諸多問題，此類問題能夠直接影響疏水管的焊縫質(zhì)量，為汽輪機(jī)的后續(xù)運(yùn)行以及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行埋下了巨大的隱患。

因此為了避免電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管焊接出現(xiàn)裂縫斷裂的問題，需要不斷提高思想重視程度，特別是在疏水管此類直徑相對(duì)較少的非主要受壓元件的焊接方面，要真正提高焊接技術(shù)水平，嚴(yán)格履行焊接工藝操作，特別是在焊接過程中要強(qiáng)化過程監(jiān)控，避免存在工人偷工減料、應(yīng)付了事的問題。其次，在進(jìn)行疏水管焊接過程中，需要采取更有針對(duì)性的工藝措施，不斷提高焊接的工藝水平和質(zhì)量。在焊接工作開展之前需要針對(duì)疏水管的實(shí)際需求，開至合格的坡口，并為其留夠足夠的間隙，其中采用鎢極氬弧焊進(jìn)行打底，確保疏水管與高壓缸之間的接頭根部能夠充分焊透。在進(jìn)行焊接時(shí)要提前進(jìn)行預(yù)熱并嚴(yán)格控制，有效實(shí)現(xiàn)焊接的熱輸入，避免出現(xiàn)焊道過熱等問題影響焊接的整體質(zhì)量和水平。在焊接時(shí)也可以配合錘擊以及其他類型的熱處理措施，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)抵消焊接過程中的殘余應(yīng)力問題。

總結(jié)：總而言之，為了深入探索電站汽輪機(jī)高壓缸疏水管焊縫斷裂等相關(guān)問題，本人從某地區(qū)電站實(shí)際發(fā)生的汽水泄漏事故出發(fā)，深入分析該事故中汽輪機(jī)的事故發(fā)生因素，該因素主要集中于高壓缸疏水管焊縫出現(xiàn)斷裂，對(duì)此本文從宏觀觀察、微觀形貌分析、硬度檢驗(yàn)分析、檢測(cè)結(jié)果分析四個(gè)維度，對(duì)電站汽輪機(jī)高壓鋼絲管焊縫斷裂問題開展深入的分析討論，最后對(duì)電站汽輪機(jī)高壓高疏水管焊縫斷裂提出有針對(duì)性的預(yù)防對(duì)策，希望能夠進(jìn)一步提升我國(guó)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的應(yīng)用水平，避免出現(xiàn)更為嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)和問題。

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作者簡(jiǎn)介：

蘆濤（1987—），男，漢，籍貫：河北保定，本科，助理工程師，研究方向：汽輪機(jī)設(shè)備維修。