锅炉管道结构完整性和剩余寿命评估

发电厂运营商希望最大限度地利用现有的蒸汽发生系统，他们经常面临着“运行、维修或更换”设备的决定，并防止影响运营的意外停机。由于锅炉管失效是造成计划外可用性损失的主要原因，因此对锅炉管进行检测是一项重要的预防措施，以分析锅炉管的状况并评估锅炉管的剩余使用寿命。但是当你把你的试管送去测试时会发生什么，分析能告诉你什么你还不知道的？

以下步骤基于B&W位于俄亥俄州Copley的冶金测试实验室的协议。

第一步：给客户提供建议的试管数量和尺寸的指导方针，以提交测试。

步骤2：收到试管样品后，拍摄收到的照片以记录其整体可见状况，并记录尺寸测量值。

步骤3：对热侧和冷侧外径（OD）和内径（ID）进行初步评估和记录，并记录任何退化的证据。

步骤4：进行尺寸分析——基于沿每个样品长度不同位置的至少四个圆周位置的外径和壁厚。

步骤5：从每个样品中取出片段进行化学分析，以确定是否符合指定等级材料的要求。化学分析通常使用光学发射光谱（OES）或电感耦合等离子体（ICP）分析技术进行。

第6步：用带锯和/或磨料切断轮对管样进行切片，以去除样品进行金相评估，在炉壁管上测量沉积物重量密度（DWD），或检查样品的内径表面。DWD测量按照ASME D3483进行，采用测试方法A（刮法）或方法C（玻璃珠喷砂）去除ID沉积物。

步骤7：然后将用于金相检查的部分安装在聚合物材料中，表面研磨和抛光，并蚀刻以描绘材料的微观结构。

步骤8：在高分辨率数码显微镜上拍摄蚀刻金相支架的显微照片。

第九步：对热侧和冷侧金相数据点进行分析评价，包括：

• 微观结构
• 脱碳
• 石墨化
• 蠕变
• ID/OD氧化物/水垢厚度及评价
• 内径/外径表面状况
• 晶界/腐蚀/裂纹评价

步骤10：洛氏B或C硬度（HRB/HRC）测定通常在管截面的中壁位置进行，以与规定要求进行比较。必要时，在金相支架上进行维氏显微硬度测量。

步骤11：进行剩余寿命评估（RLA）和状态评估（CA）分析。过热器和再热器管样品的RLA基于Larson-Mill参数（LMP）与应力- ID氧化层厚度、计算的平均管温度、暴露时间和管材料等级。炉管和省煤器管样品的CA/RLA是基于工作环向应力、温度、蠕变-破裂曲线/ LMP、微观结构退化、内径/外径攻击和/或壁损失率。

步骤12：准备一份全面的工程报告，提供调查结果的总结、结果的讨论、结论和建议。

典型的建议包括：

• 运行：结果表明，提交的样品显示大量的估计剩余寿命，并适合继续使用。
• 修理：结果表明管子不适合当前的使用，材料应该升级。
• 更换：结果显示蠕变损伤和/或壁厚已降至建议阈值以下，应更换油管。

实验室分析可以识别故障机制并确定建议，以协助维护决策。建议每3-5年进行一次分析。

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