万 瑜 邓广发 李 烨

(江苏方天电力技术有限公司)

主蒸汽管道用于将锅炉产生的高温、高压蒸汽输送至汽轮机发电，是火力发电站的核心设备。某火力发电站燃煤机组2号锅炉主蒸汽管道设计压力9.81MPa，设计温度540℃，设计采用规格为φ273 mm×28mm的10CrMo910材料制成(以下称10CrMo910管)，在运行3万小时后的定期检验中发现管道规格、材料均与设计不符。为确保管道的安全、经济运行，对主蒸汽管道进行了材料复验和应力分析，并据此采取有效措施降低了管道的安全风险。

1 材料复验

在管道每个直段、弯头处选择试验点进行光谱复核。现场光谱检验出的材料成分见表1，其主要合金元素成分与GB5310- 2008中12Cr1MoVG牌号材料的成分相符。对现场管道进行几何尺寸测量，得到其规格为φ273 mm×20mm。材料复验结果表明，现场管道实际采用的材料、规格与设计不相符。

2 管系应力分析

2.1现场设备检查

表1 主蒸汽管道主要合金元素成分

2号锅炉主蒸汽管道连接集汽集箱出口至母管并炉门，该管段共有9个弯头和10只支吊架，其中包括弹簧吊架5只、恒力吊架4只、刚性支架1只(图1)。对支吊架进行现场检查，发现5、6、号恒力吊架欠载，全部检查结果见表2。7

图1 管系及支吊架简图

表2 支吊架检查结果

2.2应力计算理论基础

在汽水管道应力分析中，将应力划分为一次应力和二次应力。一次应力是由于内压、管道及附属设备的自重以及外力载荷的作用所产生的应力。一次应力没有自限性，当管道内的塑性区扩展达到极限状态，使之变成几何可变的机构时，即使外力不再增加，管道仍将产生不可限制的塑性流动，直至破坏，可见一次应力对管道安全性危害极大。……