【海川管道大家谈】高压调节阀蒸汽压力取样管焊缝异种钢焊接有什么后果

广东某电厂机组高压调节阀蒸汽压力取样管焊缝运行中断裂

一、事件经过
2022年3月30日17:27，广东某电厂2号机组负荷530MW，运行监盘人员听到尖锐漏汽声，就地检查发现2号汽轮机机头区域高压蒸汽泄漏，立即快速降负荷并在现场设置隔离围栏，因泄漏量大，无法靠近确认具体泄漏点。为防止事件进一步扩大，向中调申请并经批准后于18:13打闸2号汽轮机，发电机与系统解列。

二、检查及处理情况
3月30日19:03，检修人员现场检查确认2号机组高压调节阀蒸汽压力取样管大小头与管座焊缝处断裂，如图1所示。该测点不涉及保护，为尽快恢复2号机组运行，采取封堵方案处理。
3月31日15:45，封堵完成，如图2所示。
4月1日01:39，经调度批准后2号发电机重新并网。
查阅历次检修金检报告，未发现该焊缝的检查记录，说明存在漏检或检测不及时问题。金属监督规程8.2.1规定：每次A级检修或B级检修，对小口径管等管座按不少于20％的比例进行抽查，至少抽检5个，至10万h完成100%检查。

三、原因分析
1、结构设计不规范，该管座材质为12Cr2Mo1，阀体材质为12Cr2Mo1＋ZG15Cr1MoV，大小头材质为304不锈钢，大小头与管座为插接结构，且为异种钢焊接，设计上明显不合理，容易产生根部未焊透缺陷，是发生本次事故的主要原因。
2、该异种钢接头的焊材为304（火力发电厂焊接技术规程附录B要求该焊接应采用镍基焊材），焊缝的焊脚高度不够且整圈焊缝高度厚薄不均匀，如图3所示。
3、基建期间安装质量不良，焊缝存在根部未焊透；近年来机组经常深幅调峰和频繁启停，加剧了振动疲劳开裂损伤；运行中管座跟随主汽阀振动存在疲劳损伤现象，高温下长期振动导致疲劳损伤加剧直至发生断裂。

暴露问题
1、排查工作不细致，隐患排查治理存在盲区。根据集团公司关于火电机组高温蒸汽取样器接管座结构形式改进的通知要求，对采用插入式设计的取样器设备，尽快组织改造，相关专业未能排查出此处隐患并进行改造，目前已查明四台机组该处均为插接结构。
2、专业分工配合不够紧密。压力取样一次门前管道及焊缝由机务专业负责管理和维护，一次门后由热工专业负责管理和维护，机务专业对取样管道的布置情况掌握不全面，汽门压力取样管金检台账不完善，没有做到全覆盖检查，存在检查漏项。
3、未能吸取历次机外、炉外小管泄漏的经验教训，学习教育不到位，防范措施落实不到位。2019年04月22日1号机4号高压导汽管压力取样一次门前焊缝断裂，同样是因为焊缝为插接焊缝结构，焊缝根部存在未焊透缺陷，蒸汽外漏导致停机，在排查过程中未能发现该处隐患。

五、整改措施
1、对照设备图纸及热工取样仪表清单全面排查四台机组各压力取样管、温度套管和疏水管结构、材质和焊接工艺，全面排查同型式、同结构的取样管管座，制定金检和整改计划。

2、严格按照工艺要求制订施工方案，加强现场焊接工艺过程控制和质量管理。

3、执行滚动检查计划，采取多种无损检测方法对温度套管焊缝进行检测。

4、检查发现汽轮机本体及汽门阀体相连管道仍有类似结构，需进一步与汽轮机厂沟通相关结构的改进型式。1号机组已利用机组调停窗口对该处取样管焊缝进行割除并临时封堵；3号机组该部位检查为同材质焊接，进行相控阵检查未发现问题。