Стартовая >> Архив >> Генерация >> Эксплуатация энергетических блоков

Контроль состояния металла оборудования - Эксплуатация энергетических блоков

Оглавление
Эксплуатация энергетических блоков
Введение
Основные принципы организации режимов пуска блоков
Подготовка блока к пуску
Основные операции при пуске блока
Основные принципы организации режимов останова блоков
Особенности останова турбины
Работа блоков в стационарных режимах
Работа турбин под нагрузкой
Работа блоков в диапазоне допустимых нагрузок
Работа блоков на повышенных нагрузках
Работа блоков на скользящем давлении
Контроль за использованием мощности блоков
Работа блоков на топливах ухудшенного качества
Эксплуатация газомазутных котлов
Особенности работы газомазутных топочных камер со встречным и подовым расположением горелок
Опыт эксплуатации газомазутных котлов под наддувом
Коррозия поверхностей нагрева газомазутных котлов
Поддержание оптимальных температур уходящих газов и предварительного подогрева воздуха газомазутных котлов
Обеспечение взрывобезопасности газомазутных топочных камер
Эксплуатация пылеугольных котлов
Особенности топочных устройств и оборудования котлов, работающих на слабореакционных топливах
Особенности сжигания углей ухудшенного качества пылеугольных котлов
Организация топочного режима котлов, сжигающих высокореакционные угли при жидком шлакоудалении
Сжигание газа и мазута в сбросных горелках
Высокотемпературная коррозия экранов НРЧ при сжигании сернистых твердых топлив
Особенности эксплуатации топочных устройств котлов, работающих на сильношлакующем подмосковном буром угле
Особенности топочных устройств и оборудования котлов, сжигающих экибастузские каменные угли
Эксплуатация пылеугольных котлов при совместном сжигании твердого топлива с мазутом
Снижение присосов воздуха в топочную камеру и газоходы котлов
Очистка поверхностей нагрева котлов от наружных загрязнений
Эксплуатация подшипников скольжения паровых турбин
Эксплуатация систем гидроподъема роторов паровых турбин
Принудительное расхолаживание паровых турбин
Эксплуатация систем смазывания паровых турбин
Эксплуатация систем автоматического регулирования и защит паровых турбин
Эксплуатация подогревателей высокого давления
Эксплуатация поверхностных подогревателей низкого давления
Эксплуатация смешивающих подогревателей
Эксплуатация термических деаэраторов
Контроль за работой регенеративных подогревателей
Эксплуатация систем технического водоснабжения
Работоспособность металла оборудования
Работа металла оборудования в нестационарных режимах
Контроль состояния металла оборудования
Обследование и наладка паропроводов
Дефекты и отказы в работе металла поверхностей нагрева котлов и трубопроводов
Дефекты и отказы в работе металла паровых турбин
Дефекты и отказы в работе металла энергетической арматуры
Продление срока эксплуатации металла оборудования
Организация водно-химических режимов блока
Эксплуатация блоков на гидразинно-аммиачном водно-химическом режиме
Эксплуатация блоков на нейтрально-кислородном водно-химическом режиме
Организация контроля водно-химических режимов блоков
Состав эксплуатационных отложений пароводяных трактов блоков
Эксплуатационные химические очистки пароводяных трактов блоков
Защита пароводяных трактов блоков от стояночной коррозии

Надежная и безопасная эксплуатация оборудования блоков может быть обеспечена при комплексном контроле режимных параметров оборудования, его вибрации, а также свойств и качества металла на всех стадиях изготовления, монтажа и эксплуатации. В большинстве случаев оценка работоспособности металла определяется но следующим параметрам: кратковременные и длительные механические свойства металла, его структура, трещиностойкость, малоцикловая и термическая усталость и др. Контролю подлежат элементы, работающие в режимах, под воздействием которых возникают и развиваются процессы ползучести,

окалинообразования, усталости, коррозии, изменения структуры и механических свойств. Работы по контролю и наблюдению за металлом проводятся во время плановых остановов оборудования.
В табл. 5.4 определены методы и объемы контроля и наблюдения за состоянием металла в процессе эксплуатации котлов, турбин и трубопроводов.

Таблица 5.4. Регламентируемый контроль металла оборудования блоков СКД неразрушающими методами

Примечание. УЗК — ультразвуковой контроль: KЦ — капиллярный цветной; МПД — магнитно-порошковая дефектоскопия.
Основными показателями оценки эксплуатационной надежности металла являются:
соответствие фактической марки стали, из которой изготовлена деталь, указанной в чертеже;
отсутствие трещин и других видов повреждений (металлургических дефектов, сколов, обрывов, эрозионного и коррозионного износа);
соответствие механических свойств металла требованиям ТУ или ГОСТ на данную деталь и марку стали;
отсутствие недопустимой остаточной деформации или протекание ползучести с допустимой скоростью. Допустимая скорость ползучести принимается 1·10-7μμ/(μμ·ч). При этом суммарная остаточная деформация за 100 тыс. ч работы не должна превышать 1% [5.11];
отсутствие коробления деталей.
После выполнения контроля составляется отчет, который должен содержать:
сведения о фактически выполненных объемах работ с указанием отклонений от запланированных объемов;
заключение о состоянии основного металла, сварных соединений, ремонтных наплавок и о состоянии металла вырезок с оценкой изменения его свойств;
сведения о дефектных деталях и о характере дефектов;
заключение о причинах возникновения выявленных повреждений и дефектов;
рекомендации по ремонту или замене дефектных деталей.
Элементы считаются пригодными к дальнейшей эксплуатации, если результаты контроля удовлетворяют требованиям Госгортехнадзора СССР, нормативно-технической документации и допускам. При неудовлетворительных результатах контроля принимается решение о ремонте или замене отдельных деталей. Если результаты обследования металла окажутся неудовлетворительными для большинства деталей и узлов, рассматриваются результаты контроля металла за весь период эксплуатации и принимается решение о возможности ремонта или обоснование необходимости его демонтажа.
Ультразвуковой метод применяется для определения ползучести (остаточной деформации) трубопроводов, гибов, роторов паровых турбин, осевых каналов роторов и даже сложнопрофильных литых корпусных деталей котлов и турбин, основан на измерении интервала времени между посылкой и приемом ультразвуковых поверхностных волн от излучателя к приемнику.

Рис. 5.4. Контрольный участок паропровода:
1 — паропровод; 2 — контрольным участок; 3 — бобышки; 4-скоба для измерения остаточных деформаций; 5 — вырезки образцов для испытаний; I—VI—последовательность вырезок

Рис. 5.5. Схема вырезки образцов:
1 — вырезанный образец трубопровода; 2 — образец для испытания на растяжение; 3 — то же на ударную вязкость; 4 — то же для карбидного анализа; 5 — то же для микрошлифа

Метод реализован в устройстве УУД-2, содержащем серийный дефектоскоп (типа УДМ и ДУК), специально разработанные приемно- передающие головки и контрольно-измерительную систему. Вместе с тем для контроля ползучести и проверки изменения структуры и механических свойств металла предусматриваются специальные контрольные участки трубопроводов, оснащаемые бобышками, по которым контролируется ползучесть путем измерения диаметра. Из контрольного участка 1 раз в 3 года вырезается образец для производства механических и металлографических испытаний, химического и карбидного анализа основного металла и сварных соединений (рис. 5.4).

Бобышки приваривают также в двух взаимно перпендикулярных диаметрах на прямых участках трубопроводов и коллекторов. Ползучесть металла змеевиков пароперегревателей котлов контролируют специальными калиброванными скобами. Для исключения влияния температур все измерения выполняются при температуре металла ниже 50 °С [5.7, 5.8].
Эксплуатационный контроль за ползучестью позволяет выявить момент достижения предельного значения остаточной деформации труб, при котором трубы подлежат замене.
Обработка данных наблюдений заключается в построении кривых ползучести металла труб в условиях эксплуатации, построении гистограмм остаточной деформации и их анализе, экстраполяции кривых ползучести на 50 000 и 100 000 ч в предположении, что скорость ползучести сохранится неизменной н на участке экстраполяции, прогнозе деформации каждой трубы к определенному (задаваемому) времени наработки, построении гистограмм ожидаемой деформации по результатам их анализа [5.9].
При остаточной деформации трубопровода более 1 %*  его тщательно исследуют. Для этого вырезают куски трубы длиной не менее 300 мм. На образцах, изготовляемых из вырезанного куска трубы, исследуют микроструктуру**  и механические свойства стали и производят карбидный анализ, который позволяет определить количество карбидообразующих легирующих элементов, оставшихся в твердом растворе и перешедших в карбиды. Схема вырезки образцов показана на рис. 5.5.
Твердость измеряется прибором Бринелля на поперечном сечении. Испытания на растяжение проводят при комнатной и рабочей температурах, ударную вязкость определяют только при комнатной температуре. Затем исследуют микроструктуру и определяют количество неметаллических включений. Микроструктуру исследуют и фотографируют на продольных и поперечных шлифах при увеличении в 100 и 500 раз. Разработаны методы определения микроструктуры и механических свойств без вырезки образцов.

* Критическое значение остаточной деформации труб из стали 12Х1МФ иногда увеличивают от 1 до 1,5% [5.10].
** Микроструктура не является непосредственным браковочным признаком. Она является лишь косвенным показателем уровня механических свойств.

В практику контроля состояния металла на электростанциях внедряются без образцовые методы механических испытаний и определения механических свойств по твердости, основанные на том, что между твердостью, определяемой вдавливанием, и основными механическими свойствами при растяжении имеется устойчивая зависимость [5.9, 5.10], Безобразцовые методы контроля качества металла удобны в эксплуатации, но точность их ниже методов с применением образцов.
Разрушению деталей из жаропрочных сталей предшествует появление в структуре металла микроскопических пустот (каверн). Обнаружение таких пустот путем контроля структуры металла и наблюдения за динамикой их развития в ходе эксплуатации позволяют прогнозировать разрушение деталей оборудования и тем самым своевременно производить их замену.
На этом принципе основаны методы неразрушающего контроля структуры поверхности детален, работающих в условиях высокого давления и высоких температур.
Контроль неразрушающими методами включает в себя следующие этапы: поиск (внешний осмотр поверхностен всех деталей) и обнаружение различных видов наружных предполагаемых дефектов; измерение их характеристик (соответствующих данному методу контроля) на фоне помех; классификация дефектов и косвенное определение их эквивалентных геометрических размеров; оценка сплошности металла (качества) по полученным данным а принятие решения [5.9].
В табл. 5.4 дан перечень неразрушающего контроля (ультразвуковой, капиллярной цветной, магнитно-порошковой дефектоскопии и др.).
В последнее время на электростанциях стали применяться методы неразрушающих испытаний, связанные с определением прочностных свойств металла: электромагнитный и акустический [5.9, 5.10]. Методы основаны на регистрации усредненных акустических и электромагнитных характеристик всего материала в целом и, следовательно, являются более стабильными, чем методы определения механических свойств по форме отпечатка инжектора. Акустические измерения являются более трудоемкими, так как требуют применения контактной жидкости и предварительной подготовки контролируемой поверхности. При отработке технологии неразрушающего контроля механических свойств металла оборудования электромагнитные измерения проводятся до акустических.
Физические методы (электромагнитные и акустические) позволяют получить усредненные по объему детали значения твердости. В основе этих методов лежат процессы взаимодействия электромагнитных и акустических возмущений со структурой металла, и способы определения механических свойств по характеристикам твердости.
Безобразцовые и физические методы определения механических свойств широко используются на электростанциях для контроля металла, паропроводов, коллекторов, крепежных элементов турбин и вспомогательного оборудования. Образцовые испытания механических свойств материалов используются как дополнительный метод контроля, уточняющий или подтверждающий данные, полученные при комплексном исследовании свойств неразрушающими методами.
Для обнаружения и своевременной замены поврежденных элементов выполняют приведенный ниже объем контроля и испытаний лопаточного аппарата турбин:
производят подробный внешний осмотр рабочих и направляющих (сопловых) лопаток всех ступеней турбины и их связей. При осмотрах обращают внимание на состояние поверхностей лопаток в местах расположения связей, кромок лопаток по всей длине, стыков стеллитовых пластинок, хвостовиков и мест переходов к перу лопатки, связей, шипов и ленточных бандажей возле отверстий. Особенно тщательно контролируют состояние выходных кромок корневой части лопаток последних ступеней низкого давления;
производят дефектоскопию рабочих и направляющих лопаток ступеней, которые имели повреждения на данной турбине и других турбинах аналогичного типа.

Рекомендуется применять капиллярный (цветной), магнитно-порошковый и ультразвуковой методы дефектоскопии. Для этой цели может быть использован также метод вихревых токов, не требующий тщательной зачистки поверхности лопаток и обеспечивающий постоянство чувствительности прибора при изменении зазора между контролируемой поверхностью и датчиком [5.11].
Оценивают вибрационную стойкость лопаток путем снятия вибрационных характеристик, которые не должны иметь отклонении от норм действующих РТМ-108.021.03-77.



 
« Эксплуатация электростанций, работающих при сверхкритических параметрах   Электрогидравлический динамический генератор »
электрические сети