DL441-1991火力發(fā)電廠高溫高壓蒸汽管道蠕變監(jiān)督導(dǎo)則

1、中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL 441-91火力發(fā)電廠高溫高壓蒸汽管道蠕變監(jiān)督導(dǎo)則 中華人民共和國(guó)能源部1991-09-16批準(zhǔn) 1992-05-01實(shí)施 目 錄1 總則12 蠕變測(cè)量截面的設(shè)計(jì)13 蠕變測(cè)量方法的選擇24 蠕變測(cè)點(diǎn)和測(cè)量標(biāo)記的裝設(shè)35 蠕變測(cè)量和計(jì)算46 蠕變監(jiān)督的技術(shù)管理7 1 總則 1.1 本導(dǎo)則適用于蒸汽溫度t450的主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、蒸汽母管、導(dǎo)汽管和聯(lián)箱等。 1.2 高溫蒸汽管道蠕變監(jiān)督的目的是預(yù)防金屬發(fā)生高溫蠕變破壞，保證安全運(yùn)行并預(yù)測(cè)這些高溫部件的剩余壽命。其主要任務(wù)是：通過(guò)定期蠕變測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)掌握高溫蒸汽管道金屬的蠕變規(guī)律，當(dāng)管道運(yùn)行時(shí)間超過(guò)

2、設(shè)計(jì)使用年限后，為正確分析和預(yù)測(cè)管道的剩余壽命提供可靠的依據(jù)。 1.3 設(shè)計(jì)單位應(yīng)合理布置和設(shè)計(jì)蠕變測(cè)點(diǎn)或蠕變測(cè)量標(biāo)記，安裝單位應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙正確裝設(shè)，并將全部原始資料提供給生產(chǎn)單位。生產(chǎn)單位必須執(zhí)行本導(dǎo)則的有關(guān)規(guī)定。定期進(jìn)行蠕變測(cè)量，做到及時(shí)、準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，保證測(cè)量數(shù)據(jù)和記錄的系統(tǒng)、完整、準(zhǔn)確。 2 蠕變測(cè)量截面的設(shè)計(jì) 2.1 蒸汽管道上固定用于測(cè)量蠕變的區(qū)域，在該區(qū)域設(shè)置了蠕變測(cè)點(diǎn)或蠕變測(cè)量標(biāo)記，稱蠕變測(cè)量截面。 2.2 蒸汽溫度大于450的主蒸汽管道和再熱蒸汽管道，應(yīng)裝設(shè)蠕變監(jiān)督段。監(jiān)督段一般應(yīng)設(shè)置在靠近過(guò)熱器和再熱器出口聯(lián)箱的水平管段上。 2.3 蠕變測(cè)量截面裝設(shè)位置： 2.3

3、.1 主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的監(jiān)督段上，必須設(shè)置三個(gè)蠕變測(cè)量截面。 2.3.2 主蒸汽管道、蒸汽母管和再熱蒸汽管道的每個(gè)直管段上，可根據(jù)具體情況設(shè)置一個(gè)蠕變測(cè)量截面，對(duì)每條管道蠕變測(cè)量截面的總數(shù)不得少于10個(gè)。直管段上蠕變測(cè)量截面的位置，離焊縫或支吊架的距離不得小于1m，至彎管起弧點(diǎn)不得小于0.75m。 根據(jù)具體情況也可在彎管上加設(shè)蠕變測(cè)量截面。 2.3.3 鍋爐出口聯(lián)箱的每條導(dǎo)汽管，應(yīng)在彎管起弧點(diǎn)附近直管部分設(shè)置一個(gè)蠕變測(cè)量截面。 2.3.4 汽輪機(jī)的每條導(dǎo)汽管，至少應(yīng)在測(cè)量方便處設(shè)置一個(gè)蠕變測(cè)量截面。 2.3.5 高溫聯(lián)箱的聯(lián)箱體上，至少應(yīng)設(shè)置兩個(gè)蠕變測(cè)量截面，建議設(shè)置在聯(lián)箱體兩端無(wú)孔區(qū)

4、上。 2.4 蠕變測(cè)量截面處，應(yīng)設(shè)計(jì)活動(dòng)保溫，要求其保溫性能不低于該部件的保溫性能。露天或半露天布置的蠕變測(cè)量截面處，應(yīng)有防水滲入管道表面的設(shè)施。垂直管段的蠕變測(cè)量截面處，應(yīng)有防止保溫材料下滑的可靠措施。 對(duì)確實(shí)需要經(jīng)常測(cè)量及難搭架子的蠕變測(cè)量截面處，應(yīng)設(shè)計(jì)并安裝測(cè)量平臺(tái)。 3 蠕變測(cè)量方法的選擇 3.1 蠕變測(cè)量方法： 3.1.1 蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量用千分尺測(cè)量蠕變測(cè)量截面直徑的方法。為實(shí)現(xiàn)每次測(cè)量都在固定位置上，需在要測(cè)量截面的鋼管直徑兩端的外表面焊上蠕變測(cè)點(diǎn)(圖1)。 3.1.1.1 蠕變測(cè)點(diǎn)可選用下述兩種形式之一。 a.球頭蠕變測(cè)點(diǎn)頭(圖2)。 b.自動(dòng)對(duì)心蠕變測(cè)點(diǎn)頭(圖3)。 圖1 蒸汽

5、管道測(cè)量截面上蠕變測(cè)點(diǎn)的布置H測(cè)點(diǎn)高度 圖 2 球頭蠕變測(cè)點(diǎn)頭 3.1.1.2 每個(gè)測(cè)量截面測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，對(duì)外徑Dw350mm的蒸汽管道和聯(lián)箱，每個(gè)蠕變測(cè)量截面的蠕變測(cè)點(diǎn)至少應(yīng)有4個(gè)(兩對(duì))，分布在兩相互垂直的直徑端點(diǎn)上。Dw350mm的蒸汽管道和聯(lián)箱，每個(gè)蠕變測(cè)量截面的蠕變測(cè)點(diǎn)應(yīng)有8個(gè)(4對(duì))，分布在互相成45°的截面直徑的端點(diǎn)上。 3.1.1.3 測(cè)點(diǎn)座應(yīng)用與管道及聯(lián)箱相同的鋼材制成。測(cè)點(diǎn)頭必須用1Cr18Ni9Ti不銹鋼制成。 3.1.2 蠕變測(cè)量標(biāo)記的測(cè)量方法：用特制的鋼帶尺纏繞在鋼管或聯(lián)箱體測(cè)量截面外表面上，測(cè)量該截面的周長(zhǎng)的方法。同樣，為保證每次測(cè)量都在固定位置上，需在要測(cè)

6、量截面的鋼管或聯(lián)箱體的外表面上按鋼帶尺的寬度打上兩排互相平行的球面壓痕標(biāo)記(圖4)。 圖 3 自動(dòng)對(duì)心蠕變測(cè)點(diǎn)頭 圖 4 鋼管上蠕變測(cè)量標(biāo)記布置示意圖 b鋼帶尺寬度 3.2 蠕變測(cè)量方法的選擇主要依據(jù)管道和聯(lián)箱的尺寸和材料的可焊性水平。對(duì)一些在焊接測(cè)點(diǎn)座時(shí)易出裂紋的高合金鋼管道和聯(lián)箱及厚壁鋼管，應(yīng)選擇蠕變測(cè)量標(biāo)記的方法來(lái)測(cè)量蠕變。 4 蠕變測(cè)點(diǎn)和測(cè)量標(biāo)記的裝設(shè) 4.1 蠕變測(cè)點(diǎn)的安裝： 4.1.1 水平管段上的一對(duì)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)在水平方位；垂直管段上的測(cè)點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)在便于測(cè)量的方位上。 4.1.2 可采用管道外表面圓周長(zhǎng)等分的方法，確定蠕變測(cè)點(diǎn)中心的位置，并使測(cè)點(diǎn)座對(duì)中。同一截面的各對(duì)測(cè)點(diǎn)應(yīng)處于與

7、管道軸線相垂直的同一截面上。 4.1.3 新裝管道的蠕變測(cè)點(diǎn)座應(yīng)在管道安裝前焊好，焊后應(yīng)進(jìn)行整體熱處理。在管道安裝好沖管前在測(cè)點(diǎn)座上裝上蠕變測(cè)點(diǎn)頭。在特殊情況下，測(cè)點(diǎn)座和測(cè)點(diǎn)頭也可在管道安裝后焊好，但必須在管道沖管前焊就。蠕變測(cè)點(diǎn)座的焊接規(guī)范，遵循不損壞管道質(zhì)量的原則，并由擔(dān)任該管焊接的合格焊工施焊。焊前預(yù)熱與焊后熱處理應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 4.1.4 在測(cè)點(diǎn)頭與測(cè)點(diǎn)座焊死前，應(yīng)調(diào)整蠕變測(cè)點(diǎn)的高度，其要求是：當(dāng)管道直徑產(chǎn)生2%的相對(duì)脹粗時(shí)，仍不必更換千分尺的量程，并使公稱直徑相同的管道上的測(cè)點(diǎn)間徑向尺寸的相互偏差不超過(guò)0.1 mm 。 4.1.5 為特殊目的而裝設(shè)的蠕變測(cè)點(diǎn)，其測(cè)點(diǎn)高度的調(diào)整可根

8、據(jù)具體情況決定。 4.1.6 測(cè)點(diǎn)高度調(diào)整完畢后，可能時(shí)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)套，以免測(cè)點(diǎn)在安裝活動(dòng)保溫時(shí)及其他偶然情況下碰壞。 4.2 蠕變測(cè)量標(biāo)記和鋼帶尺的要求： 4.2.1 新裝管道(聯(lián)箱體)設(shè)置的或運(yùn)行后管道(聯(lián)箱體)選定增設(shè)的蠕變測(cè)量標(biāo)記，其兩排標(biāo)記中心線鋼管周向連線之間距離應(yīng)等于測(cè)量用鋼帶尺的寬度(一般宜4050mm)，并使測(cè)量標(biāo)記在周長(zhǎng)上均勻等距分布。 4.2.2 測(cè)量標(biāo)記為一個(gè)直徑約2mm、深度為1mm球面壓痕。 4.2.3 為保證測(cè)量標(biāo)記正確地設(shè)置在管道(聯(lián)箱體)表面上，在設(shè)置時(shí)可按規(guī)定要求把蠕變測(cè)量標(biāo)記布置在一薄鋼帶上，然后在標(biāo)記處鉆一個(gè)直徑為1mm的孔，把此薄鋼帶圍在管道(聯(lián)箱體)蠕

9、變測(cè)量截面的外表面上，即能按孔準(zhǔn)確定出測(cè)量標(biāo)記的位置。 4.2.4 測(cè)量用鋼帶尺帶有游標(biāo)，其精確度至少應(yīng)為0.02mm，鋼帶尺用因瓦合金做成(含Ni36%的Fe-Ni合金，0100間膨脹系數(shù)接近于零)。 4.2.5 為保證每次測(cè)量時(shí)鋼帶尺與鋼管(聯(lián)箱體)接觸緊度相同，建議鋼帶尺應(yīng)帶有恒定力的拉緊裝置。 4.3 安裝單位應(yīng)配合生產(chǎn)單位按照本導(dǎo)則規(guī)定的方法，使用生產(chǎn)單位所選定的方法及相應(yīng)的測(cè)量工具，進(jìn)行原始蠕變測(cè)量。 4.3.1 原始測(cè)量數(shù)據(jù)： 4.3.1.1 蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法：測(cè)量前后千分卡尺的零位校正值，蠕變測(cè)點(diǎn)處(或附近)的管道外徑尺寸，帶測(cè)點(diǎn)高度的管道徑向尺寸，管壁及千分卡尺(或標(biāo)準(zhǔn)棒)

10、的溫度等。 4.3.1.2 蠕變測(cè)量標(biāo)記的測(cè)量方法：測(cè)量蠕變測(cè)量標(biāo)記處的管道(聯(lián)箱體)截面周長(zhǎng)尺寸，管壁及鋼帶尺的溫度等。 4.3.2 測(cè)量數(shù)據(jù)詳細(xì)記入蠕變測(cè)量記錄本中。 4.3.3 應(yīng)將標(biāo)有測(cè)量截面位置及編號(hào)的單線立體管道系統(tǒng)圖，連同上述蠕變測(cè)量的原始記錄，完整地移交給生產(chǎn)單位保存。 5 蠕變測(cè)量和計(jì)算 5.1 測(cè)量工具和點(diǎn)溫計(jì)應(yīng)有定期校驗(yàn)合格證。 5.2 蠕變測(cè)量前，應(yīng)對(duì)測(cè)量工具和半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)進(jìn)行檢查，確保測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確可靠。 5.3 蠕變測(cè)量前，應(yīng)檢查蠕變測(cè)點(diǎn)或蠕變測(cè)量標(biāo)記是否受損傷，并應(yīng)確保測(cè)量工具的測(cè)量面和測(cè)點(diǎn)或測(cè)量標(biāo)記部分管段外表面潔凈。清潔可用棉紗和酒精,但不能用銼刀或砂紙。 5.

11、4 蠕變測(cè)量時(shí),管壁溫度不宜過(guò)高,一般不要超過(guò)50。特殊情況下,當(dāng)管壁溫度高于50時(shí),為了避免測(cè)量工具過(guò)分受熱,測(cè)量動(dòng)作要迅速。 5.5 測(cè)量工具的溫度應(yīng)與測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度基本一致,相差較大時(shí)，恒溫時(shí)間一般不少于30min(用因瓦合金制造的鋼帶尺除外)。當(dāng)環(huán)境溫度低于30時(shí)，應(yīng)減小測(cè)量人員手溫對(duì)測(cè)量工具的影響。 5.6 對(duì)管壁和測(cè)量工具作溫度測(cè)量時(shí)，溫度讀數(shù)應(yīng)精確到0.5，小于0.5應(yīng)進(jìn)為0.5，大于0.5應(yīng)進(jìn)為1。 5.7 對(duì)用蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法，當(dāng)用千分尺弓身溫度作修正計(jì)算時(shí)，蠕變測(cè)量前后應(yīng)在接近20的環(huán)境中，用標(biāo)準(zhǔn)棒對(duì)千分尺的零位進(jìn)行校正；當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)棒溫度作修正計(jì)算時(shí)，蠕變測(cè)量前后應(yīng)在測(cè)

12、量現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境中，用標(biāo)準(zhǔn)棒對(duì)千分尺進(jìn)行零位校正。按下式計(jì)算千分尺的零位校正值B： (1) 式中： b1測(cè)量前千分尺的零位值，mm； b2測(cè)量后千分尺的零位值，mm。 5.7.1 當(dāng)b1b20.01mm時(shí)，應(yīng)查明原因，如零位已變動(dòng)或零位測(cè)量有誤，則本次所測(cè)結(jié)果無(wú)效，應(yīng)重新進(jìn)行測(cè)量。 5.7.2 蠕變測(cè)量時(shí)，應(yīng)保證千分尺測(cè)量面與測(cè)點(diǎn)頭對(duì)中，嚴(yán)防產(chǎn)生過(guò)大的偏心。用力不要過(guò)大，以免千分尺弓身產(chǎn)生變形，應(yīng)用棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒，緩慢地使測(cè)量面與測(cè)點(diǎn)接觸。 5.7.3 千分尺讀數(shù)應(yīng)精確到0.005mm，小于0.005mm的應(yīng)進(jìn)為0.005mm，大于0.005mm的應(yīng)進(jìn)為0.01mm。 5.7.4 每對(duì)蠕變測(cè)點(diǎn)應(yīng)測(cè)

13、量三次，若各次讀數(shù)變動(dòng)超過(guò)0.01mm，則應(yīng)多測(cè)幾次，取三次合理數(shù)據(jù)的平均值作為該對(duì)蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。 5.7.5 采用千分尺弓身溫度作修正計(jì)算時(shí)，每組蠕變測(cè)點(diǎn)測(cè)量后，應(yīng)立即測(cè)量千分尺的弓身溫度及蠕變測(cè)點(diǎn)附近的管壁溫度。采用標(biāo)準(zhǔn)棒溫度作修正計(jì)算時(shí)，每組蠕變測(cè)點(diǎn)測(cè)量前后，應(yīng)即時(shí)進(jìn)行千分尺的零位校正，并立即測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)棒溫度及蠕變測(cè)點(diǎn)附近的管壁溫度。當(dāng)蠕變測(cè)點(diǎn)處管道受風(fēng)吹日曬時(shí)，管道的金屬溫度應(yīng)取向風(fēng)面與背風(fēng)面或向日面與背日面的平均值。 5.7.6 蠕變測(cè)點(diǎn)測(cè)量方法的原始測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算 5.7.6.1 換算到0的管道原始直徑D1按下式計(jì)算： (2) 式中： D管道直徑，mm； ap管道鋼材的線膨脹系

14、數(shù)，mm/(mm·)； ack千分尺弓身(或標(biāo)準(zhǔn)棒)的線膨脹系數(shù)，mm/(mm·)； tp管道的管壁溫度，； tck千分尺弓身(或標(biāo)準(zhǔn)棒)的溫度，。 5.7.6.2 換算到0的帶測(cè)點(diǎn)高度的管道原始徑向尺寸D 1按下式計(jì)算： (3) 式中：D帶測(cè)點(diǎn)高度的管道徑向尺寸，mm。 5.7.6.3 換算到0的測(cè)點(diǎn)高度H按下式計(jì)算： (4) 5.7.7 蠕變測(cè)點(diǎn)測(cè)量方法的運(yùn)行后測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算。 5.7.7.1 換算到0的帶測(cè)點(diǎn)高度的管道徑向尺寸Dn按下式計(jì)算： (5) 5.7.7.2 換算到0的管道直徑Dn按下式計(jì)算： (6) 5.7.7.3 管道直徑的絕對(duì)蠕變變形量D按下式計(jì)算： (

15、7a) 或 (7b) 5.7.8 對(duì)蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法，原始及運(yùn)行后測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果應(yīng)精確到0.005mm。小于0.0025mm可略去，等于或大于0.0025mm應(yīng)進(jìn)為0.005mm； 小于0.0075mm應(yīng)退為0.005mm，等于或大于0.0075mm應(yīng)進(jìn)為0.01mm。 5.7.9 蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法其管道直徑的相對(duì)蠕變變形量(%)按下式計(jì)算： (8) 5.8 用蠕變測(cè)量標(biāo)記的測(cè)量方法測(cè)量時(shí)，鋼帶尺的邊應(yīng)與兩排標(biāo)記的中心線重合，每次測(cè)量時(shí)其拉緊力應(yīng)相同，避免用大力而使鋼帶尺變形。每次測(cè)量時(shí)測(cè)三次，求其平均值。 5.8.1 蠕變標(biāo)記測(cè)量方法的原始測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算，換算到0的管道測(cè)量截面原始周

16、長(zhǎng)C1按下式計(jì)算： (9) 式中： C管道測(cè)量截面周長(zhǎng)測(cè)量值，mm； ab鋼帶尺的線膨脹系數(shù)，若鋼帶尺用因瓦合金制造，則在0100內(nèi)ab0，mm/(mm·)； tb鋼帶尺的溫度，； B鋼帶尺的零位修正值，mm。 5.8.2 蠕變標(biāo)記測(cè)量方法的運(yùn)行后測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算，換算到0的管道測(cè)量截面周長(zhǎng)C n按下式計(jì)算： (10) 式中：C第n次測(cè)量時(shí)管道測(cè)量截面周長(zhǎng)測(cè)量值，mm。 5.8.3 管道測(cè)量截面周長(zhǎng)的絕對(duì)蠕變變形量C按下式計(jì)算： (11) 5.8.4 用測(cè)量標(biāo)記法測(cè)量的原始及運(yùn)行后測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果應(yīng)精確到0.02mm。小于0.01mm的可略去；等于或大于0.03mm應(yīng)進(jìn)為0.04mm

17、；小于0.06mm應(yīng)退回0.05mm；等于或大于0.09mm的應(yīng)進(jìn)為0.1mm。 5.8.5 管道測(cè)量截面周長(zhǎng)的相對(duì)蠕變變形量(%)按下式計(jì)算： (12) 5.9 測(cè)量結(jié)果處理： 5.9.1 繪制相對(duì)蠕變變形量-運(yùn)行時(shí)間(-)曲線。變形量坐標(biāo)的比例選取，應(yīng)考慮到管道的蠕變變形量達(dá)2%時(shí)，曲線仍可完整地繪出，為考慮蠕變變形量出現(xiàn)負(fù)值的情況，在橫坐標(biāo)的下方地區(qū)，應(yīng)有一定的負(fù)相對(duì)蠕變變形量空間。 運(yùn)行時(shí)間的坐標(biāo)比例應(yīng)考慮運(yùn)行時(shí)間為3×105h或更多。 5.9.2 估計(jì)出進(jìn)入恒速蠕變階段的時(shí)間。 5.9.3 以最小二乘法計(jì)算出蠕變恒速階段的蠕變速度v按下式計(jì)算： (13) 5.9.4 當(dāng)在相

18、對(duì)蠕變變形量-運(yùn)行時(shí)間圖上，出現(xiàn)一點(diǎn)或連續(xù)兩點(diǎn)明顯偏離線性時(shí)，可按該偏離點(diǎn)的連線單獨(dú)計(jì)算該部分時(shí)間的蠕變速度。 5.9.5 對(duì)于蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法，每一截面的各對(duì)蠕變測(cè)點(diǎn)的結(jié)果應(yīng)分別計(jì)算和評(píng)定。 5.10 蠕變監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)： a.蠕變恒速階段的蠕變速度不應(yīng)大于1×10-7mm/(mm·h)，即1×10-5%/h。 b.總的相對(duì)蠕變變形量達(dá)1%時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)鑒定。 c.總的相對(duì)蠕變變形量達(dá)2%時(shí)更換管子。 6 蠕變監(jiān)督的技術(shù)管理 6.1 火力發(fā)電廠高溫蒸汽管道的蠕變測(cè)量，應(yīng)由電廠指定專人負(fù)責(zé)，測(cè)量人員應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定。測(cè)量人員應(yīng)有高度的責(zé)任心，熟練掌握和運(yùn)用測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法，不斷提高測(cè)量技術(shù)，確保蠕變測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 6.2 火力發(fā)電廠高溫蒸汽管道的蠕變監(jiān)督應(yīng)建立完整的技術(shù)擋案，包括：標(biāo)有蠕變測(cè)量截面位置和編號(hào)的單線立體管線圖，蠕變測(cè)量記錄卡，相對(duì)蠕變變形量-運(yùn)行時(shí)間曲線等，并應(yīng)及時(shí)正確地記錄每次測(cè)量結(jié)果和計(jì)算結(jié)果。技術(shù)檔案要妥為保管，不要遺失。 6.3 蠕變測(cè)量工具應(yīng)完好齊全，專尺專用，并定期進(jìn)