【摘要】：目前，在各电厂，高再管爆管事故时有发生，主要原因是因为管子高温氧化腐蚀现象严重，钢102管子耐高温性能不稳定；为防止事故再次发生，各电厂对高再管进行了改造，以耐高温性能稳定的T91或TP304H的管子代替，下面我来谈谈华能汕头电厂1#炉改造情况。
【关键词】：锅炉，高再管，T91，改造
0．前言：
华能汕头电厂2#炉是由上海锅炉厂制造的1000T/h的自然循环锅炉，主蒸汽出口压力16.7Mpa，主蒸汽出口温度540℃；再热蒸汽出口压力3.82MPa流量794T/h，再热蒸汽出口温度540℃；在2007年小修对高再管进行取样分析时，发现管排外二圈12Cr2MoWVTiB材质段管子高温腐蚀现象严重，为确保锅炉安全运行，2008年大修对高再管进行改造。高温再热器管排外二圈管子不同材质段结构如下：
以上是高再外两圈的单排管示意图（管子规格均为Ф60×4）
1．所涉管材性能分析：
1．1．12Cr1MoV：该钢属珠光体热强钢。由于钢中加入了少量的钒，可以降低合金元素(如钼、铬)由铁素体向碳化物中转移的速度，弥散分布的钒的碳化物可以强化铁素体基体；该钢在580℃时仍具有高的热强性和抗氧化性能，并具有高的持久塑性。工艺性能和焊接性能较好，但对热处理规范的敏感性较大，常出现冲击韧性不均匀现象。在500℃～700℃回火时，具有回火脆性现象；长期在高温下运行，会出现珠光体球化以及合金元素向碳化物转移，使热强性能下降；可用作壁温≤570℃受热面管子。
1．2．12Cr2MoWVTiB（钢102）：属贝氏体低合金热强钢。经正火加回火处理后的组织为贝氏体，主要用于壁温≤600℃高压锅炉过、再热器管。
1．3．T91：该钢是美国ORNL首先开发研制的，我国也已研制出该钢种，即10Cr9Mo1VNb。是美国在9Cr-1Mo钢基础上添加微量V、Nb，调整Si、Ni和Al添加量后形成的超9Cr钢。该钢的高温强度优异，在550℃以上，其设计许用应力为T9和2.25Cr-1Mo钢的两倍。与1Cr19Ni9钢相比，其等强(持久强度)温度为625℃，抗氧化和抗蒸汽腐蚀性能与9Cr-1Mo钢相当。该钢种属改良型9Cr-1Mo高强度马氏体耐热钢，可用于亚临界、超临界锅炉壁温达650℃的过热器管和再热器管。
1．4．TP304H：是美国WSTMA213-TP304标准，属奥氏体不锈热强钢，该钢的使用温度最高可达650℃，锅炉管子允许的抗氧化温度为705℃，该种钢相当于我国GB13296-91中的1Cr18Ni9；可用于大型锅炉的再热器管、过热器管及蒸汽管道。
2．改造原因分析
2．1从以上分析，我们很清楚，从设计上该四种钢材均可以满足钢材壁温比介质温度高50～80℃的设计要求。但从取样分析看，高温氧化严重部位全在下部钢102位置。部分位置氧化率已达到0、1mm/a。为什么会这样呢？
2．2从各大电厂的实际运行及检修时检验情况来看，12Cr1MoV制造工艺简单，性能很稳定，570℃以下10万小时的持久强度比国外的21/4Cr1Mo钢高得多。使用在该温度段内，故障率低，普遍得到认可。
2．3而对102钢，它600℃、620℃的高温性能，尤其是抗氧化性能均持怀疑态度。比如黄埔电、沙角电厂、湛江电厂等均认为该种钢在其允许的温度须内，有明显的氧化腐蚀现象，且已用其它性能更高的管种取代了，华能汕头电厂实际上检验结果亦是如此。
2．4对于T91与TP304H(ASME)，高温性能好，尤其TP304抗氧化温度可高达850℃，只是T91焊接及弯管工艺复杂，TP304价格昂贵。
3．改造内容
这次改造是将下U型弯全部钢102材质的管子更换成高温性能更强的T91和TP304H，其中最外圈采用TP304H，外二圈采用T91，如此可进一步提高了高再系统管子的高温性能。
当然T91、TP304完全可以互相代替。
4．改造的施工工艺与质量控制
高再管子更换主要是从如下几方面对施工质量进行控制的。
4．1．材质确认：
4．1．1旧管割除U型弯后剩余的上部管子进行光谱分析、材质确认，并在管子上标明材质。
4．1．2新管亦逐根进行光谱分析，确认材质并标明材质。
4．1．3新管逐根进行内、外表面检查，确认无缺陷。
4．2制作新管：
4．2．1根据内外圈不同材质，不同尺寸进行弯头制作。对两种管子均采用机械冷弯，且对弯头椭圆度、波接度及减薄率检查。椭圆度不超过去12%，波浪度≤2mm，浪间距≥8mm，管子背弯减薄率≤10%，因TP304弯曲性能好，无需对弯头进行热处理；而T91管子半径为R=250，管子规格为φ60*4，其正常弯曲后，外弧纤维伸长率已达12%，超过了5%，因此对T91材质管子弯头均进行弯后热处理，即在750℃±20℃进行去应力退火处理。
4．2．2 新、旧管子端口进行坡口加工，角度为30º±5º，且管端内外10～15mm范围内打磨干净至露出金属光泽。
4．3．焊接：不难看出这次焊接共四种焊口，即为T91+T91，TP304+304，T91+12Cr1MoV，T304+12Cr1M1V。
4． 3．1全部焊口采用全氩弧焊。
4． 3．2．T91+T91，焊丝用TGS9CB；T91+12Cr1MoV，焊丝用TGS9CB；TP304+TP304，焊丝用HoCr19Mi9；TP304+Cr1MoV，焊丝用HoCr19Mi9。
确认新的管材材质后，进行曲对口、对口错位≤管壁壁厚的10%，对口间隙为2～3mm，对口偏折量距焊缝中心200mm处不大于2mm。
4． 3．3．于T91+T91、T91+12Cr1MoV两种材料焊接前预热350~400℃，并焊后热处理，缓慢加热到750～770℃后，保温1H，后缓冷，以防止产生焊后延迟裂纹。为保证焊接质量，必须在管内进行充氩处理，减少焊口根部缺陷。
4． 3．4．有焊口焊接完毕，热处理完毕后进行100RT检验合格。
通过对高再管的改造，提高了高再管的抗高温性能，抗氧化能力，从而提高锅炉的安全运行能力。对锅炉管材性能的分析和对比，我们可以更好的选用锅炉用管材。
5．结束语：
鉴于高温再热器在火电厂中的重要作用，准确判断缺陷，快速处理和消除缺陷显得尤为重要。本文对高温再热器出现的故障及其处理方法进行了详细的分析，为其它电厂处理此类缺陷提供借鉴和帮助，对火电厂安全稳定运行提供强有力的保障，具有较大的经济效益和社会效益。
对华能汕头电厂1#、2#炉运行过程出现问题的处理，如果不是经过深入细致的分析研究，是不可能达到如今预想的效果，这也是本人对华能汕头发电厂安全运行所做的一点贡献。
参考文献：
DL/5047-95，〈〈电力建设施工验收技术规范〉〉锅炉篇。
DL/5007-92，〈〈电力建设施工验收技术规范〉〉焊接篇。
中国电力出版社火力发电厂金属材料手册姜求志2001年4月出版。
