火力发电厂金属技术监督规程解读培训

DL/T438-2009火力发电厂金属技术监督规程解读河北大唐国际王滩发电有限责任公司设备部安志彤一火力发电厂金属技术监督规程的历程SD107-831983年由原水利电力部颁布DL438-911991年由原能源部颁布DL438-20002000年由原国家经贸部颁布DL/T438-20092009年由国家能源局发布二修订的背景和依据原规程为DL438-2000《火力发电厂金属技术监督规程》中国电力企业联合会部门文件标综[2005]7号文关于转发国家发改委2005年行业标准项目计划(电力行业)的通知。修订主要考虑以下情况:1与金属检验监督相关的新规程的颁布实施2国外相关新标准的颁布实施3超临界、超超临界机组新型耐热钢的应用4机组状态检修技术的开展三修订的基本原则（1）将原规程的“1范围”与“3总则”合并并删减有关内容；（2）引用标准采用最新的版本；（3）取消对高温部件，特别是低合金耐热钢的碳化物检测监督（因为其规律性较差）；（4）取消对高温部件，特别是低合金耐热钢的蠕变孔洞的检验监督（因为在未爆裂的蒸汽管道、高温联箱中，即使运行30多万小时，在光学显微镜下也未检测到确切的蠕变空洞）；（5）不强制要求对新建机组主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道进行蠕胀检测；（6）增加对9～12％Cr钢制高温部件的检验监督内容；（7）将联箱分为高温联箱和低温联箱，高温联箱监督为独立章节；低温联箱与主给水管道合并写；原来规程将联箱与主给水管道作为一个章节；（8）对喷水减温器联箱的检验监督内容进行增加；（9）原规程将汽轮机与发电机作为一个章节，修订的规程将汽轮机与发电机作为独立章节；（10）取消对发电机中心孔的检验。因为发电机中心孔内有线棒等装置，而可检测的区段很小；（11）对高温螺栓的检验监督与DL/T439相一致；（12）由于20号钢、碳钢、15CrMo和12Cr1MoV、10CrMo910（P22)已颁布了相应的球化、石墨化标准，故取消原规程中的附录D、E和F。四有关条款修订说明章节编排顺序和内容的调整原规程修订后前言1范围2引用标准3总则4金属技术监督任务5金属材料的技术监督6焊接质量的技术监督7主蒸汽管道和再热蒸汽管道的监督8受热面管子的技术监督9锅筒的技术监督前言1范围2规范性引用文件3总则4名词术语5金属材料的监督6焊接质量的监督7主蒸汽管道和再热蒸汽管道及导汽管的金属监督8高温联箱的金属监督9受热面管子的金属监督原规程修订后10联箱和给水管道的技术监督11汽轮发电机转子的技术监督12高温螺栓的技术监督13大型铸件的技术监督14金属技术监督管理附录A监察弯管的技术监督附录B金属技术监督职责附录C蠕变损伤评级10汽包的金属监督11给水管道和低温联箱的金属监督12汽轮机部件的金属监督13发电机部件的金属监督14紧固件的金属监督15大型铸件的金属监督16金属技术监督管理原规程修订后附录D碳钢石墨化标准评级图附录E15CrMo钢珠光体球化级别附录F12Cr1MoV钢球化级标准附录B电站常用金属材料和重要部件国内外技术标准附录C电站常用金属材料硬度参考值附录D低合金耐热钢蠕变损伤评级所有监督的部件：制造、安装检验机组运行期间的检验监督可操作性增强“7.2.2支吊架的检验监督”最后也被加入五重要条款变化5.1取消对高温部件，特别是低合金耐热钢碳化物的检测监督1）碳化物中合金元素的含量规律性较差材料基体中的合金元素与碳化物中合金元素的关系12CrMo15CrMo2）碳化物结构的变化除了碳化物成分的变化，即铁素体中合金元素的贫化过程之外，同时还进行着碳化物结构类型、数量和分布的变化。这些变化的结果是力求使碳化物变为更稳定的碳化物，并使分布于更稳定的状态。R.Viswanathan综述了对1Cr-0.5Mo和2.25Cr-1Mo钢在高温下碳化物结构衍化的研究结果。·1Cr-0.5Mo钢在高温时效过程的开始阶段，基体中的合金元素含量快速减少，晶格参数明显变化；随着时效时间的延长，M23C6/M3C的比值增加。其研究结果虽有一定的趋势，但数据的分散度无法建立这些参数与时效历程的定量关系。2.25Cr-1Mo钢的碳化物衍化研究结果表明：M6C的量占钢中碳化物总量的百分比随着时间的延长和温度的升高而增加，借助于Larson-Miler参数建立的LMP与M6C的关系曲线。M6C的量随着LMP的增加而增加，但几条曲线差异很大，钢中的磷含量对M6C的量也有显著的影响。由前所述可见：合金元素在碳化物与基体间的重新分配与碳化物结构随运行时间的延长而变化有的试验结果有一定的规律性，但有的试验结果无明显的规律性，而这些结果与部件的安全运行寿命更无明确的规律，所以对低合金耐热钢钢在高温长期运行下的碳化物中合金元素的含量和结构的变化规律还需进一步研究，积累数据。鉴于此种状态，修订中取消了碳化物的检测监督。5.2取消对高温部件，特别是低合金耐热钢蠕变孔洞的检验监督金属部件在高温下长期运行产生蠕变孔洞，在镍基合金和奥氏体不锈钢中有显著的特征。低合金耐热钢的蠕变孔洞的检测，目前国内外有三种观点：①在蠕变第一阶段末第二阶段开始即出现蠕变孔洞；②在蠕变第二阶段末第三阶段开始出现蠕变孔洞；③低合金耐热钢在蠕变断裂前才出现蠕变孔洞。蠕变理论中孔洞的概念：高应力：三角晶界处出现；低应力：晶界形核、聚集、长大另外,中华人民共和国国家发展和改革委员会2005年第45号公告已废止了“DL/T551-1994低合金耐热钢蠕变孔洞检验技术工艺导则”。2.3关于蒸汽管道的蠕胀检测修订“7.1.9对新建机组蒸汽管道，不强制要求安装蠕变变形测点；对已安装了蠕变变形测点的蒸汽管道，则继续按照DL／T441进行检验”。低合金耐热钢蒸汽管道的周向蠕变应变鲜有达到1％根据国内几十年来对主蒸汽管道的蠕胀检测，鲜有周向蠕变应变达到1％。西固电厂、户县电厂运行30.8万(540℃)和38.5万(510℃)小时的12Cr1MoV和12CrMo钢制主蒸汽母管，其最大周向蠕变应变仅为0.7％左右。检测误差较大、散乱度大电厂数据普遍反映，蒸汽管道的蠕胀检测误差较大，特别是对300MW以上机组的再热蒸汽管道，用很大的千分尺测量，其零点位置由于千分尺的自重会变化，故测量误差更大。引进的一些国外机组，在管道设计上就无蠕胀检测。五重要条款变化蠕变应变与管道失效的关系从金属材料高温蠕变的规律来讲，在较低应力下随着运行时间的延长，材料会发生蠕变延性耗竭，即塑性越来越降低，蠕变应变量越来越小，甚至未达到1％蠕变应变时材料会发生脆化。最终管道的失效可能不是由于蠕变应变超标，而可能是脆性断裂。所以检测管道的周向蠕变应变并不能预防管道的脆性断裂，而主要由材料微观组织的老化程度和高温力学性能的劣化来判断。蠕变脆性所以对在新修订的DL/T438中不强制要求对新建机组蒸汽管道的蠕胀检测，但过去已安装了蠕胀检测，且一直进行持续检测的管道可继续检测。五重要条款变化2.4关于9～12Cr钢的监督2.4.19～12Cr钢的硬度检测（1）此类钢直管段母材的硬度应均匀，且控制在180HB～250HB，同根钢管上任意两点间的硬度差不应大于△30HB；安装前检验母材硬度小于160HB时，应取样进行拉伸试验；（2）对于公称直径大于150mm或壁厚大于20mm的管道，100％进行焊缝的硬度检验；其余规格管道的焊接接头按5％抽检；焊后热处理记录显示异常的焊缝必须进行硬度检验；焊缝硬度应控制在180HB～270HB。（3）此类钢的热推、热压和锻造管件的硬度应均匀，且控制在175HB～250HB，同一管件上任两点之间的硬度差不应大于△50HB。西安会议：ASME当初的给定P91/P92钢的过渡值为175~185HB。对热推、热压和锻造管件加工前的硬度控制应该更高。五重要条款变化2.4.2硬度检验(1)打磨深度通常为0.5mm～1.0mm，并以120＃或更细的砂轮、砂纸精磨。表面粗糙度Ra＜1.6μm（金相面）；硬度检验部位包括焊缝和近缝区的母材，同一部位至少测量3点（误差控制在5HB以内）。(2)焊缝硬度超出控制范围，首先在原测点附近两处和原测点180°位置再次测量；其次在原测点可适当打磨较深位置，打磨后的管道壁厚不应小于最小需要壁厚。2.4.3重新热处理不超过2次(ASTMA450碳钢、铁素体合金钢和奥氏体合金钢管通用要求）。2.4.59～12Cr钢的金相组织监督(1）直管段纵切面金相组织中的δ－铁素体含量不超过5％。(2）焊缝和熔合区金相组织中的δ－铁素体含量不超过8％，最严重的视场不超过10％。(3）依据。意大利IBF和德国V&M公司的试验结果国内锅炉厂与V&M公司订货协议。(4）观察方法：100×，10个视场的平均值。2.4.6P22钢的金相组织监督美国W＆G（威曼高登）还是德国V＆M（瓦曼）或国产管美国W＆G：金相组织为珠光体+铁素体德国V＆M或国产管：金相组织为贝氏体（珠光体）+铁素体组织决定于工艺：美国W＆G：等温退火.927℃奥氏体化，718℃等温4h空冷。德国V＆M或国产管：正火+回火。P22钢的等温转变曲线P22钢的连续冷却转变曲线化学成分(%):CSiMnCrMo0.150.440.362.240.85奥氏体化温度:975℃,30min2.5加强对喷水减温器联箱的检验监督修订版中8.2.2根据设备状况，结合机组检修，对减温器联箱进行下列检查：a）对混合式（文丘里式）减温器联箱用内窥镜检查内壁、内衬套、喷嘴，应无裂纹、磨损、腐蚀脱落等情况，对安装内套管的管段进行胀粗检查。b）对内套筒定位螺丝封口焊缝和喷水管角焊缝进行表面探伤；c）表面式减温器运行约2万h～3万h后进行抽芯，检查冷却管板变形、内壁裂纹、腐蚀情况及冷却管水压检查泄漏情况，以后每隔约5万h检查一次；d）减温器联箱对接焊缝按8.2.1中e）的规定进行无损探伤。2.6取消发电机转子中心孔检查因为发电机中心孔内有线棒等装置，而可检测的区段很小，故取消对发电机中心孔的检验。2.7对高温螺栓的检验监督与DL/T439相一致(水平一般）。2.8由于20号钢、碳钢、15CrMo和12Cr1MoV、10CrMo910已颁布了相应的球化、石墨化标准，故取消原规程中的附录D、E和F。附录D碳钢石墨化标准评级图附录E15CrMo钢珠光体球化级别附录F12Cr1MoV钢球化级标准2.9原规程附录C蠕变损伤评级改为附录D低合金耐热钢蠕变损伤评级取消原规程中的蠕变孔洞的内容2.10附录C电站常用金属材料硬度参考值（亮点）依据：试验数据相关标准硬度与强度的换算GB/T1172-1999黑色金属硬度与强度换算值DINENISO18265-2003金属材料硬度值的换算2.11宏观检查的重要性六其他条款解释1范围a）超临界中间联箱在450℃以下；450℃→400℃b）同上，统一；c）增加：储水箱；d）不变；e）增加：拉金、轴瓦；f）不变；g）不变；h）增加：带纵焊缝的低温再热蒸汽管道。2引用标准注明年号与不注明年号之别。3总则删减了老版的总则要求。3.3c）火力发电厂和电力建设公司应设相应的金属技术监督网并设置金属技术监督专责工程师，监督网成员应有金属监督的技术主管、金属检验、焊接、锅炉、汽轮机、电气专业技术人员和金属材料供应部门的主管人员；金属技术监督专责工程师应有从事金属监督的经验。职责：附录A4名词术语：新增高温联箱：指工作温度大于等于400℃的联箱。低温联箱：指工作温度小于等于400℃的联箱。A级检修：是指对发电机组进行全面的解体检查和修理，以保持、恢复或提高设备性能。国产机组A级检修间隔4～6年，进口机组A级检修间隔6～8年。A级检修与机组的传统大修相当。B级检修：是指针对机组某些设备存在问题，对机组部分设备进行解体检查和修理。B级检修可根据机组设备状态评估结果，有针对性地实施部分A级检修项目或定期滚动检修项目。5金属材料的监督：变化不大6焊接质量的监督新增6.6a）承担单位必须有按照DL/T868进行的焊接工艺评定，且评定项目能够覆盖承担的焊接工作范围；新增6.6b）承担单位应具有相应的检测试验能力，或与有能力的检测单