Живучесть паропроводов стареющих ТЭС - Анализ статистических данных эксплуатационных повреждений сварных соединений паропроводов

Все случаи повреждений развивались с наружной стороны сварных соединений, что является важнейшим критерием при выборе тактики и стратегии контроля повреждений сварных соединений.
Анализу был подвергнут массив данных по 7615 сварным соединениям паропроводов свежего пара и горячего промперегрева с температурой эксплуатации 545-565 °C.
Установлено, что повреждаемость отмечается на 99% сварных соединений фасонных деталей (ТСС, П1СК, СССр.т.э) и лишь на 1% стыковых соединений паропроводных труб.
Выявлено, что повреждения сварных соединений в 80% случаев развиваются по ЗТВр.п соединений, в 20% случаев — по металлу шва. Основная доля повреждений по металлу шва приходится на продольные сварные швы штампосварных колен (HICK).
Статистические данные по объему и поврежденности сварных соединений представлены в табл. 4.6-4.12.
Таблицa 4.6. Общие данные по количеству сварных соединений и их повреждаемости на паропроводах энергоблоков 300 МВт Конаковской и Рязанской ГРЭС, а также энергоблоков 200 МВт Щекинской ГРЭС с наработкой до 133-200 тыс. ч

Примечания:

1. Условные обозначения: ССС — стыковое сварное соединение паропроводных труб; ТСС — тройниковое сварное соединение; СССр.т.э — стыковое сварное соединение разнотолщинных трубных элементов.
2. Повреждения на всех сварных соединениях развивались с наружной стороны с распространением магистральных трещин вглубь металла.

Основные виды повреждений, кинетика повреждаемости по времени наработки, а также поврежденность ТСС с учетом типоразмера трубных элементов и типа паропровода (на примере паропроводов Конаковской ГРЭС) приведены на рис. 4.45-4.50.
Таблица 4.7. Общие данные по количеству сварных соединений и их повреждаемости на паропроводах энергоблоков 300 МВт ст. 1-8 Конаковской ГРЭС с наработкой до 180 тыс. ч при температуре 545-565°С и давлении 25,4 МПа; 500-580 пусков-остановов

Примечание. Все повреждения развивались с наружной стороны сварных соединений.

Таблица 4.8. Данные по повреждаемости тройниковых сварных соединений ТСС паропроводов энергоблоков ст. №№ 1-8 Конаковской ГРЭС с наработкой до 180 тыс. ч

Таблица 4.9. Общие данные по количеству сварных соединений и их поврежденности на паропроводах энергоблоков 300 МВт ст. №№ 1-4 Рязанской ГРЭС с наработкой до 133 тыс. ч

Примечания:

1. Все эксплуатационные повреждения развивались с наружной стороны сварных соединений.
2. Условные обозначения: ТСС — тройниковое сварное соединение; 2ТСС — то же, но в виде сдвоенного тройника (крестовина); СССт — стыковое сварное соединение трубы с тройником; СССК — то же, но трубы с ШСК.

Таблица 4.10. Эксплуатационные повреждения сварных соединений паропроводов из стали 15Х1М1Ф энергоблоков 300 МВт ст. №№ 1-4 Рязанской ГРЭС с наработкой до 133 тыс. ч при температуре 545 °C и давлении 25,4 МПа


1) К — кольцевая трещина; П — поперечная трещина.
2) Вызывает аварийный останов энергоблока. Материал трубы — сталь 12Х1МФ.

Таблица 4.11. Общие данные по количеству сварных соединений и их повреждаемости на паропроводах энергоблоков 200 МВт ст. №№ 1 и 2 Щекинской ГРЭС с наработкой до 200 тыс. ч

Примечания:

1. Все повреждения тройниковых сварных соединений развивались с наружной стороны в виде кольцевых магистральных трещин по ЗТВр.п со стороны корпуса тройника за исключением одного случая — трещины со стороны штуцера тройника.
2. Отдельные сварные тройники повреждались повторно.

Таблица 4.12. Эксплуатационные повреждения (кольцевые трещины по ЗТВр.п) тройниковых сварных соединений паропроводов энергоблоков 200 МВт ст. №№ 1 и 2 Щекинской ГРЭС с наработкой около 200 тыс. ч при температуре 545-565 °C и давлении 2,5-14 МПа; 514-576 пусков-остановов

Примечание. Трещины развивались со стороны корпуса тройника.
1) Отдельные тройники заменены на детали из стали 12Х1МФ.
2) Повреждение отмечалось со стороны штуцера тройника.

Рис. 4.45. Основные виды повреждений сварных фасонных деталей паропроводов энергоблоков 1-8 Конаковской ГРЭС: ССО (I), СССП (П), СССЛ (III), ШСС (IV) и ТСС (V): ССО — сварное соединение опоры; СССП — стыковое соединение трубы с коническим переходом; СССЛ — стыковое соединение трубы с литой трубной деталью; ШСС — штуцерное сварное соединение

Рис. 4.46. Кинетика повреждаемости во времени сварных соединений паропроводов Конаковской ГРЭС (в среднем один энергоблок в течение одного года): (а) всех типов соединений на паропроводах свежего пара и горячего промперегрева; (б) отдельных типов соединений на паропроводе свежего пара; (в) отдельных типов соединений на паропроводе горячего промперегрева; 1 — ТСС; 2 — прочие фасонные соединения; 3 — сварное соединение дренажей (ССД)

Рис. 4.47. Повреждаемость ТСС паропроводов свежего пара (а) и горячего промперегрева (б) в процессе наработки энергоблоков 1-8 Конаковской ГРЭС

Рис. 4.48. Многократность повреждаемости каждого типоразмера ТСС паропроводов свежего пара (а) и горячего промперегрева (б) энергоблоков 1-8 Конаковской ГРЭС с наработкой до 180 тыс. ч
Рис. 4.49. Относительная повреждаемость ТСС в зависимости от их типоразмера на паропроводах свежего пара (а) и горячего промперегрева (6) энергоблоков 1-8 Конаковской ГРЭС с наработкой до 180 тыс. ч

Рис. 4.50. Долевое участие повреждаемости (nтр/∑nтр-100, %) сварных тройников каждого типоразмера на паропроводах энергоблоков 1-8 Конаковской ГРЭС с наработкой до 180 тыс. ч