(2)对T23管在不同温度下的最小壁厚计算分析
T23材料在不同温度下对应的许用应力参考值如下:
温度(℃)20100300400450500525550575600625650
许用应力(MPa)1281281251241171111058771563825
从上表中可以看出, T23材质在525℃以下时,许用应力变化不大,超过550℃时,许用应力下降较快。
不同温度下管子理论壁厚计算公式(不考虑弯管和氧化等其它因素)
S=PD0/(2[σ]η+2Yp)
S:管子理论计算壁厚(mm)
P:设计压力(MPa)
D0:管子外径(mm)
[σ]:相应温度下的许用应力(MPa)
η:许用应力修正系数,直管取1
Y:温度修正系数,530℃以上取0.7
根据以上公式计算,对应T23管子外径为φ41.3 mm,计算不同温度和压力下管子的最小壁厚值如下:
分隔屏出口管壁温度
(℃)压力
(MPa)许用应力
(MPa)管子理论壁厚S
(mm)
53025.4954.65
55025.4875.0
60022566.36
62522388.51
64022319.79
由以上计算结果可以得知,在当时的运行工况下,蒸汽压力为22MPa时,当管壁温度超过600℃时,管子计算的最小壁厚(6.36mm)已超出了原管子设计的壁厚(5.59mm),当管壁温度达到625℃和640℃时,其最小壁厚要求远大于管子的设计壁厚。
本次分隔屏过热器爆管,损坏严重的是T23材质的管子。是由于运行中管子温度超过了设计使用温度较多造成的爆管。虽然管壁超温没有引起组织发生相变,但其组织已完全球化,晶界呈链状,强度大幅下降,满足不了介质运行工况要求,于是在管子上最薄弱的环节发生了爆管。
3 超温原因分析
3.1 运行参数检查
(1)因温度显示偏差,运行未及时发现管壁超温,通过对历史数据的查询,分隔屏过热器管壁温度以下两个时段出现过超温报警现象:
来源:BJX