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凝汽器钛管断裂性质分析

   2015-12-26 IP属地 陕西5870
  钛管的化学成分、拉伸性能均符合ASTMB338标准中对相应等级的管的要求,压扁、反向压扁和扩口试验后均无肉眼可见裂纹,满足标准要求。
  断裂钛管试样母材、焊缝及热影响区金相组织照片,从金相检验照片可以看出,钛管母材的金相组织为细小的等轴a相,焊缝的金相组织为铸态片状+少量针状a相,焊缝及热影响区均未见缺陷。未碰磨处内外壁均较为平整光滑,未见裂纹及腐蚀痕迹。磨损处的减薄百分比约为8.74%。
  从扫描电镜照片可以看出,钛管断口宏观上较为平整,没有明显的塑性变形,断面各位置微观上可见明显的疲劳辉纹,疲劳辉纹的扩展方向表明,裂纹源位于②和③位置之间。断口处及长管中段外表面碰磨痕迹形貌相似,均为环向磨痕,断口处外表面碰磨痕迹位于断口观察位置的②和③位置之间,与裂纹源位置一致。
  综上检验结果分析,凝汽器钛管化学成分、拉伸、压扁、反向压扁及扩口性能均满足ASTMB338标准的相关要求,母材及焊缝金相组织均未见异常,表明钛管材质满足标准要求。
  发生断裂的凝汽器钛管位于凝汽器管束的最外层,该位置为蒸汽冲击振动最为严重的地方。根据现场反馈的碰磨情况来看,第一层钛管层间碰磨较严重,第一层与第二层钛管间存在碰磨,但相对较轻,第二层与第三层钛管间未发现碰磨痕迹,这也反映了发生断裂的最外层管束振动最为严重。
  钛管断裂断口宏观上为脆性断口,微观上可见明显的疲劳辉纹,表明钛管的断裂性质为疲劳断裂。在断口处的外表面存在较为严重的碰磨痕迹,而钛管本身壁厚较薄,在碰磨处易产生应力集中,导致裂纹的萌生。在凝汽器的运行过程中,受变工况蒸汽冲击振动的作用下,裂纹发生疲劳扩展,最终导致断裂失效。
  通过对凝汽器钛管的宏观检查、理化性能检测及微观分析发现,钛管在冲击振结果是否符合要求。
  井口回压结果符合要求的集输管线流程管径选定后需要根据pipesim模拟出的流速结果进行流速分析,并校核此集输方案下在含水率0%情况下的井口回压结果和管线流速结果。
  按照经验选择其他集输管网布置方案,重复步骤1?5,通过工程量经济对比及分析集输管网方案工艺性优缺点确定更优的集输管网方案;
  为了电厂运行稳定安全,预防类似事故的再次发生,建议:
  (1)对凝汽器钛管进行普查,排除钛管存在摩擦损伤等表面缺陷;
  (2)对凝汽器钛管间加装防振条;
  (3)凝汽器运行前排空水室顶部的空气,减少启动阶段蒸汽的冲击振动;
  (4)加强凝汽器的稳定运行控制,减少变工况运行。
 
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