肖国华四大管道质量现状及监检对策课件.ppt

1、四大管道质量现状及监检对策四大管道质量现状及监检对策2022-11-18肖国华西安热工研究院有限公司电站建设技术部简介简介2022-11-18u 火电机组四大管道包括主蒸汽管道、再热蒸汽热段、再热蒸汽冷段、高压给水管道及相关的旁路管道。名称名称温度温度()压力（压力（MPa）材料材料主蒸汽管道5666202530A335 P91/P92再热蒸汽热段56662078A335 P91/P92再热蒸汽冷段35047078A672B70CL32A691 1-1/4CrCL22A691 2-1/4CrCL22高压给水管道1803503538WB36超（超）临界机组四大管道常用材料超（超）临界机组四大管道

2、常用材料简介简介2022-11-18u 四大管道由于输送高温高压介质，且布置在炉外，靠近人员活动区域和汽轮机厂房，所以其质量直接关系到人员安全和设备安全，属于火电机组的重要设备，其造价约占火电机组建设总投资的58%。u 国内电厂曾发生过由于四大管道质量问题所导致的人员伤亡和设备损毁事故，应引起高度重视。简介简介2022-11-18u 考虑到四大管道的重要性和特殊性，西安热工院电站建设技术部专门成立了独立的四大管道项目组，从事四大管道制造阶段的专业化监检工作。u 从2003年成立至今，已完成了华能火电工程亚临界、超临界、超超临界、燃机和 IGCC火电项目38个、85台机组四大管道的监检工作，并出

3、色完成了多个外系统单位委托的四大管道监检工作。u 项目组专业从事电站四大管道钢管制造、管件制造、工厂化配管及现场管道安装的监督检验，在长达10年的专业化工作中，在进口管道（件）、国产管道（件）、工厂化配制、现场安装等环节质量问题的监检上积累了丰富的经验。进口管道质量现状进口管道质量现状2022-11-18u 目前新建机组四大管道很大一部分来自于进口，主要包括进口钢管、锻制三通及部分热压管件。名称名称钢管供应商钢管供应商管件供应商管件供应商主蒸汽管道再热热段管道美国 WYMAN-GORDON德国 V&M日本住友IBFMetalcam奥地利安内高压给水管道美国 WYMAN-GORDON德国 V&M

4、日本住友进口钢管、国内热压/推再热冷段管道韩国EEW韩国钢花德国EBK进口钢管、国内热压/推进口管道供应商名录进口管道供应商名录进口管道质量现状进口管道质量现状进口管道常见质量问题包括：l 原材来源l 表面质量l 几何尺寸、壁厚l 硬度、金相l 层状缺陷l 焊管焊缝缺陷进口管道质量现状进口管道质量现状原材来源l 国内已发现使用国产管材或劣质管材冒充进口管材的情况，并已造成了严重的后果（见国质检特联2006-601号关于对假冒国关于对假冒国外锅炉管使用情况进行检外锅炉管使用情况进行检查消除隐患的通知查消除隐患的通知）。进口管道质量现状进口管道质量现状原材来源l 个别进口管材缺少报关单、商检证明等

5、文件资料，原材来源不明，甚至发现有个别假冒进口管材、伪造文件资料等问题。假冒德国曼内斯曼钢管假冒德国曼内斯曼钢管正品德国曼内斯曼钢管（常州）正品德国曼内斯曼钢管（常州）进口管道质量现状进口管道质量现状原材来源l 个别进口管材缺少报关单、商检证明等文件资料，原材来源不明，甚至发现有个别假冒进口管材、伪造文件资料等问题。假冒意大利假冒意大利IBF三通钢印三通钢印正品意大利正品意大利IBF三通钢印三通钢印进口管道质量现状进口管道质量现状表面质量l 主要表现在管材表面存在裂纹、沟槽、凹坑等缺陷。W-G钢管表面人工钢管表面人工切槽切槽进口钢管内外壁凹进口钢管内外壁凹坑坑进口管道质量现状进口管道质量现状几

6、何尺寸、壁厚l 主要表现在管径、壁厚、直线度、椭圆度等尺寸不合格。W-G钢管（钢管（P91，规格：，规格：ID91434mm）白色区域壁厚不足）白色区域壁厚不足进口管道质量现状进口管道质量现状硬度l 主要表现在硬度不符合DLT438-2009火力发电厂金属技术监督规程要求。l 硬度控制：P91/92 (180-250HB)，WB36（180-252HB）l 华能福州电厂、井冈山电厂及威海电厂所使用的德国曼内斯曼OD55960mm,材质WB36高压给水管道原材曾出现过大范围硬度异常。其中福州电厂共采购44支，33支硬度偏高至325 HB。井冈山电厂共采购29支，16支钢管硬度偏高至330 HB。

7、进口管道质量现状进口管道质量现状金相组织l 主要表现在P91/92材料中-铁素体含量超标，WB36材料中铁素体含量偏多等。-铁素体含量超标进口管道质量现状进口管道质量现状层状缺陷l W-G挤压成型P91/92钢管，管端存在层状缺陷，缺陷性质类似于断续分布平行于表面的分层折叠缺陷。l 产生原因：钢坯浇铸过程工艺不当或切冒头不足，钢坯内存在气孔类缺陷，或热挤压成型后剪边不足造成缺陷。管端层状缺陷进口管道质量现状进口管道质量现状焊缝缺陷l 某电厂进口韩国钢花公司的A672B70CL32冷段旁路出口管道23个管段纵焊缝发现危害类缺陷90余处，90%以上为裂纹类级缺陷。国产管道质量现状国产管道质量现状2

8、022-11-18u我国“十一五”后期及“十二五”期间电力发展将趋于平稳，每年新增火电装机容量将在5000万KW左右，且以大容量，超超临界机组为主，需高压锅炉管50万吨左右，大口径厚壁合金钢管是缺口较大的品种，年需进口在610万吨。u高附加值的大口径厚壁无缝钢管P91/P92长期依赖进口，由于价格高，交货期长成为超超临界机组生产的最大瓶颈。国产管道质量现状国产管道质量现状2022-11-18企业名称企业名称材料材料钢坯来源钢坯来源生产工艺生产工艺北方重工A335 P91/92、WB36自炼锻造镗孔垂直挤压武汉重工A335 P91、WB36自炼冲孔拉伸攀成钢A335 P91、WB36自炼周期式轧

9、制扬州诚德A335 P91/92、WB36外购穿孔斜轧衡阳华菱A335 P91、WB36外购周期式轧制四川三洲A335 P91、WB36外购周期式轧制国内供应商国产管道质量现状国产管道质量现状2022-11-18生产厂家ASME SA-ASME SA-335335北方重工武汉重工攀成钢四川三洲C0.080.120.0890.0820.120.10S0.010.0010.0010.0010.006N0.030.070.0530.0650.0420.039P0.020.010.010.0150.017Si0.200.500.330.340.300.27Cr8.09.508.608.558.678.

10、18Mn0.300.600.400.340.400.34Ni0.400.220.190.120.055Mo0.851.050.840.890.940.87V0.180.250.190.200.180.22Al0.040.0180.0190.0180.018Nb0.060.100.0890.0990.0880.09l P91钢管化学成分比较各厂家在化学成分控制上，基本都能满足ASME规范要求。在S、P元素的控制上，北方重工和武汉重工较好。国产管道质量现状国产管道质量现状2022-11-18l WB36（15NiCuMoNb5)化学成分比较生产厂家EN10216-2曼内斯曼武汉重工攀成钢四川三洲C

11、0.170.150.140.150.17S0.020.00070.00070.00060.0018N-0.00730.0050.0070.009P0.0250.010.010.0120.01Si0.250.500.320.300.420.36Cr0.300.230.250.0530.26Mn0.81.21.021.071.011.02Ni1.01.31.181.181.241.24Mo0.250.50.290.270.320.39Cu0.50.80.670.490.620.59Al0.050.0170.0170.010.05Nb0.0150.0450.0230.0230.0240.031基本满

12、足EN10216-2要求。攀成钢将Cr含量控制得较低（0.1%），其余几家企业Cr含量一般控制在0.20.3%。国产管道质量现状国产管道质量现状2022-11-18P91生产厂家规格mmReL/RP0.2Rm(MPa)A(%)KV2(J)北方重工ID3055650365725.5222.4武汉重工ID6602852267024.3163.8攀成钢ID2162353570524.2196.5四川三洲5087851566522.5155.3ASME SA-33541558513-WB36武汉重工5085052063524.0207.6攀成钢2732249063027.5192四川三洲5597047

13、061528.076.9DIN EN10216-24406107801727国产P91钢管基本都能满足ASME规范要求，国产WB36钢管的室温拉伸性能和冲击功均能满足相关标准要求,但抗拉强度普遍靠近下限。l 力学性能比较国产管道质量现状国产管道质量现状2022-11-18供货商供货商规格规格mm600,105h持久强持久强度外推值（度外推值（MPa）北方重工ID5087885.3武汉重工ID5758484攀成钢ID4574594扬州诚德ID5087588.2四川三洲ID5087887.7GB5310-2008推荐值推荐值93国产P91钢管持久强度普遍偏低。l 国产P91钢管持久强度比较国产管道

14、质量现状国产管道质量现状2022-11-18进口P91某国产P91进口WB36某国产WB36金相组织问题主要表现在：马氏体板条特征不明显、晶粒过细、WB36铁素体含量偏多等。l 金相组织比较国产钢管典型质量问题国产钢管典型质量问题2022-11-18l某厂生产的主蒸汽管道某厂生产的主蒸汽管道P91管材管材管端存在纵向密集裂纹管端存在纵向密集裂纹。分析原因应为。分析原因应为钢锭浇注过程中浇注温度控制不当或保护不足，造成二次氧化物无法上浮。钢锭浇注过程中浇注温度控制不当或保护不足，造成二次氧化物无法上浮。钢锭切头去尾不净。非金属夹杂或金属氧化物夹杂在锻制过程中的拉伸造钢锭切头去尾不净。非金属夹杂或

15、金属氧化物夹杂在锻制过程中的拉伸造成。成。国产钢管典型质量问题国产钢管典型质量问题2022-11-18l某厂生产的再热热段管道（材质某厂生产的再热热段管道（材质P91；规格：；规格：ID69926mm）坡口处有）坡口处有两处缺陷。经超声波检测发现缺陷两处缺陷。经超声波检测发现缺陷1为气孔为气孔,缺陷缺陷2为表层夹杂，距坡口处为表层夹杂，距坡口处约约30 mm。原因是厂内钢管超声波自动检验存在盲区，超声波探头组距。原因是厂内钢管超声波自动检验存在盲区，超声波探头组距管端有管端有30-50mm盲区，造成漏检。盲区，造成漏检。国产钢管典型质量问题国产钢管典型质量问题2022-11-18l某厂生产的某

16、厂生产的P91管道管道局部硬度偏低，局部硬度偏低，HB130-173。对硬度最低点（对硬度最低点（HB130）做金相检验，发现金相组织异常，基体中出现大量铁素体斑块，并伴有碳化物做金相检验，发现金相组织异常，基体中出现大量铁素体斑块，并伴有碳化物析出。原因是热处理工艺执行不当。析出。原因是热处理工艺执行不当。管件国产化现状管件国产化现状2022-11-18l目前目前P91/92、WB36热压热压/推管件均已实现国产化。各管件企业主要采用推管件均已实现国产化。各管件企业主要采用进口进口管件原材、国内加工管件原材、国内加工的生产方式，的生产方式，P92管件的应用业绩也逐渐增多，其中华能管件的应用业

17、绩也逐渐增多，其中华能南通电厂（南通电厂（21000MW）大量使用国产）大量使用国产P92热压弯头。热压弯头。管件企业管件企业管件材料管件材料生产工艺生产工艺P92管件业绩管件业绩国电富通A335 P91/92WB36热压/推华能南通电厂（主汽、热段弯头）天津金鼎A335 P91/92WB36热压/推华能石洞口电厂（热段弯头）吉林昊宇A335 P91WB36热压/推-阜新电力修造厂A335 P91WB36热压/推-管件国产化现状管件国产化现状2022-11-18l锻制管件目前国内已具备生产能力，但各电厂仍主要依赖进口。锻制管件目前国内已具备生产能力，但各电厂仍主要依赖进口。2011年，年，华能

18、左权电厂率先在国内使用国产华能左权电厂率先在国内使用国产A182F91锻制三通，锻制三通，标志着锻制管件的真标志着锻制管件的真正国产化。正国产化。l国产国产A182F91锻三通由沈阳东管设计、北方重工提供钢锭、通裕重工进行锻三通由沈阳东管设计、北方重工提供钢锭、通裕重工进行锻造和热处理。锻造和热处理。l西安热工院电建部全程参与了国产锻三通制造过程的监检，并提出了锻三西安热工院电建部全程参与了国产锻三通制造过程的监检，并提出了锻三通缺陷的机加消除方案。通缺陷的机加消除方案。管件典型质量问题管件典型质量问题管件常见质量问题包括：l 管件原材来源l 表面质量l 几何尺寸及形位偏差l 壁厚l 硬度、金

19、相l 违规补焊管件典型质量问题管件典型质量问题l管件原材来源管件原材来源 由于国产管件一般采用进口原材在国内进行加工，所以管件原材的来源追溯成为工作重点。个别制造厂未经监造见证突击下料，使用国产管材替代进口管材，管件制成后外观特征消失，无从追溯原材来源。管件典型质量问题管件典型质量问题2022-11-18l管件质量问题：管件质量问题：表面质量、几何尺寸及形位偏差、壁厚、硬度、金相。表面质量、几何尺寸及形位偏差、壁厚、硬度、金相。弯头内弧侧内壁表面凹坑弯头内弧侧内壁表面凹坑弯头外弧面机械损伤弯头外弧面机械损伤-铁素体含量超标铁素体含量超标管件椭圆度超标管件椭圆度超标支管与主管形位不对称支管与主管

20、形位不对称表面电弧灼伤表面电弧灼伤管件典型质量问题管件典型质量问题2022-11-18l管件质量问题：管件质量问题：违规补焊。违规补焊。l依据华能企标依据华能企标国产管件采购技术规程国产管件采购技术规程要求：要求：“对于管件的非焊缝区域的缺陷，对于管件的非焊缝区域的缺陷，修补面积不得超过表面积的修补面积不得超过表面积的10%，修补壁厚不得超过成品壁厚的，修补壁厚不得超过成品壁厚的1/3，且不得超过，且不得超过10mm。”弯头违规补焊弯头违规补焊监检对策监检对策2022-11-18l选择质量过硬、口碑较好的四大管道供应商选择质量过硬、口碑较好的四大管道供应商l有针对性地制订采购技术协议有针对性地

21、制订采购技术协议l一支具备优良资质和丰富经验的监造队伍一支具备优良资质和丰富经验的监造队伍西安热工院电建部西安热工院电建部具备火电监理甲级资质。西安热工院电建部西安热工院电建部完成了国产首台1000MW超超临界燃煤机组、国产首台600MW超超临界燃煤机组、国产首台350MW 超临界燃煤机组的设备监造与检验。共计完成110余台机组，其中1000MW级燃煤机组24台、燃气机组9台、循环流化床机组6台。国产管道监造业绩国产管道监造业绩2022-11-18电厂电厂国产部件国产部件电厂电厂国产部件国产部件华能平凉华能平凉主汽、再热、给水管道华能东方华能东方主汽、再热、给水管道华能营口华能营口主汽、再热、

22、给水管道华能临沂华能临沂主汽、再热、给水管道华能济宁华能济宁主汽、再热、给水管道华能滇东华能滇东主汽、再热、给水管道华能白杨河华能白杨河主汽、再热、给水管道华能南通华能南通主汽（P92）、再热、给水管道、华能黄台华能黄台主汽、再热、给水管道华能伊春华能伊春主汽、再热、给水管道华能左权华能左权主汽、再热、给水管道、F91锻三通华能北京热电华能北京热电主汽、再热、给水管道 西安热工院电建部西安热工院电建部承担了管道国产化的前期调研和设备监造工作，共承担了12个项目个项目的国产化管道监造工作。监检对策监检对策2022-11-18l制订专门的制订专门的管道管道监检大纲和作业指导书监检大纲和作业指导书

23、依据监造技术协议，针对每个项目制订专门的监检大纲和监造作业指导书，实现监造工作的规范化和程序化。对国产钢管，从审核订货技术协议开始，直到最终成品包装进行全程跟踪监检，在比较重要的节点，例如成型、热处理、检验等工序，均设置了现场见证点，不单单局限于收集文件资料，真正深入现场对钢管生产过程进行监督。l设置一定比例的质量抽检设置一定比例的质量抽检（I点）点）针对监检过程中发现的常见质量问题，在常规监造见证的基础上，增加质量抽检点（I点）。包括内外表面宏观质量、管径、椭圆度、壁厚测量、硬度、金相及取样理化检验等。针对进口钢管和国产钢管端部易出现缺陷的问题，增加管端两侧各500mm范围内超声波探伤。监检

24、对策监检对策2022-11-18 针对经常出现的钢管局部区域硬度不合格问题，对单根钢管采取三个截面，每个截面4点硬度的检验方法，减小漏检概率。并对硬度不合格区域找出范围，给出区域硬度最大值和最小值。l 严格的进口管道供货渠道追溯严格的进口管道供货渠道追溯 收集进口钢管报关单、原产地证明、质量证明书、商检报告等文件资料并进行审核。对照文件资料核对实物标识。必要情况下，向相关部门（海关、质检、外商驻华办事处）进一步核实。征求业主同意前提下，对进口管道采购合同进行审查，也可对进口管道到港后进行港口见证并作标记。监检对策监检对策2022-11-18l制订专门的制订专门的管件管件监检大纲和作业指导书监检

25、大纲和作业指导书依据华能企标国产管件采购技术规程，制订专门的国产管件监检大纲，对重要节点均设置现场见证（W)，加强管件制造的过程控制。严格依据监检大纲和作业指导书要求，对进口管件进行成品检验和验收。l设定一定比例的质量抽检设定一定比例的质量抽检（I点）点）对成品管件抽取一定比例进行质量抽检，包括管件内外表面质量、外径、椭圆度、壁厚、光谱、硬度和金相等。l对管件违规补焊进行严格控制对管件违规补焊进行严格控制 针对个别制造厂对管件进行违规补焊的情况，严格依据技术协议和相关标准进行控制。监检对策监检对策2022-11-18l加强管件原材下料控制加强管件原材下料控制 管件下料监检程序：结论结论2022-11-18u四大管道是火电机组的重要设备，其质量直接关系到机组安全稳定运行。u国内企业已具备四大管道国产化能力，热压/推管件早已实现国产化，锻制三通的国产化也开始起步，国产管道和管件均已在国内电厂投入成功运行。u针对进口和国产四大管道的常见、多发质量问题，可采取针对性的监检措施加以控制。结论结论2022-11-18 保证火电机组四大管道的制造质量，需要电厂、制造厂、监造三方的共同努力。我们坚信，在电厂业主的理解和支持下，在制造厂高度负责的质量意识和通力配合下，一定会为国内火电机组建设提供满意的四大管道产品。谢 谢！