Tērauda caurule spēkstacijām: no katla caurulēm līdz galvenajam tvaika cauruļvadam

Elektrostaciju cauruļvadu pārskats

Spēkstacijās ir plašas cauruļvadu sistēmas, kas darbojas visprasīgākajos apstākļos industriālajā pasaulē. Tvaika-ūdens cikls ietver caurules, kas ved ūdeni, piesātinātu tvaiku, pārkarsētu tvaiku un atkārtoti uzkarsētu tvaiku temperatūrā no apkārtējās vides līdz virs 620 grādiem un spiedienā no sub-atmosfēras (kondensators) līdz virs 300 bar (īpaši-superkritiskais katls). Šo cauruļvadu sistēmu konstrukcijā ir jāņem vērā šļūde (laika -atkarīga deformācija augstā temperatūrā), termiskais nogurums no palaišanas/izslēgšanas cikliem, tvaika oksidēšanās (katla veidošanās uz iekšējās virsmas) un ūdens ķīmiskā kontrole, lai novērstu koroziju un nosēdumu veidošanos.

Galvenie spēkstaciju cauruļvadu projektēšanas kodi ir ASME I sadaļa (Jaudas katlu būvniecības noteikumi) katlu caurulēm un katla ārējiem cauruļvadiem un ASME B31.1 (enerģijas cauruļvadi) cauruļvadu sistēmām ārpus katla. Šie kodi nosaka pieļaujamos spriegumus, minimālos sienu biezumus, konstrukcijas faktorus, materiālu ierobežojumus un testēšanas prasības katram ekspluatācijas stāvoklim. Atbilstošu materiālu izvēle ir ļoti svarīga - galvenās tvaika caurules atteice spēkstacijā var izraisīt katastrofālus bojājumus, ilgstošus pārtraukumus, kas maksā miljoniem dolāru dienā, un iespējamus cilvēku zaudējumus.

Katlu caurules

Katlu caurules veido siltuma pārneses virsmas, kas pārvērš ūdeni tvaikā. Ūdens sienas caurules ir izvietotas krāsnī, kur ūdens tiek uzkarsēts līdz piesātinājuma temperatūrai (iztvaicētāja sekcija). Šīs caurules darbojas ar lielu siltuma plūsmu, un tām ir jāiztur iekšējais spiediens un ārējs liesmas/pelnu kontakts. Kopējās specifikācijas ietver ASTM A178 (metināts oglekļa tērauds), A210 (bezšuvju oglekļa tērauds) un A192 (bezšuvju oglekļa tērauds augstspiediena{6}}apkalpošanai). Tipiski izmēri ir 1,5-3" OD ar sieniņu biezumu 3-8 mm.

Pārsildītāja caurules no cilindra ved piesātinātu tvaiku un uzsilda to līdz vajadzīgajai izplūdes temperatūrai (parasti 540-620 grādi mūsdienu iekārtām). Šīs caurules katlā darbojas visaugstākajā temperatūrā, un tām ir nepieciešams augstas -šļūdes-izturības leģētais tērauds. ASTM A213 T11 (1,25Cr-0,5Mo), T22 (2,25Cr-1Mo) un T91 (9Cr-1Mo-V) ir standarta materiāli. T91 ir vēlamais materiāls augstākās temperatūras pārkarsētāja sekcijām, pateicoties tā izcilajai šļūdes izturībai un tvaika oksidācijas izturībai.

Sildītāja caurules ved izplūdes tvaiku no augstspiediena turbīnas-atpakaļ uz katlu, lai veiktu atkārtotu sildīšanu, pirms atgriežas vidējā-spiediena un zema spiediena{2}}turbīnās. Apstākļi ir līdzīgi pārkarsētājiem, bet ar nedaudz zemāku spiedienu. Ekonomizatora caurules uzsilda padeves ūdeni, pirms tas nonāk katla cilindrā, darbojoties augstā spiedienā, bet mērenā temperatūrā (300-400 grādi). Standarta materiāli ietver oglekļa tēraudu A178 un A210. Katla caurules izmēri atšķiras atkarībā no ražotāja un konstrukcijas, bet tipiski OD diapazoni ir 25-89 mm ar sieniņu biezumu 3-12 mm.

Galvenās tvaika un augstas{0}}temperatūras caurules

Galvenā tvaika caurule ved pārkarsētu tvaiku no katla izplūdes atveres uz augstspiediena -turbīnu. Subkritiskām iekārtām (tvaika apstākļi ~540 grādi, 170 bāri) standarta materiāls ir A335 P22 (2,25Cr-1Mo). Superkritiskajiem augiem (~566 grādi, 250 bāri) standarta materiāls ir P91 (9Cr-1Mo-V). Īpaši-superkritiskiem augiem (600-620 grādi, 300+ bāri), P92 (9Cr-0,5Mo-W-V) un pat sakausējumiem, kuru pamatā ir niķelis- (sakausējums 617, 617, 2}5{7) ir nepieciešama augstākā temperatūra 2}5{3. sadaļas. Karstā uzsildīšanas caurule atgriežas no katla pārkarsētāja uz starpspiediena turbīnu pie 540-620 grādiem - P22 vai P91 atkarībā no temperatūras. Aukstā uzsildīšanas caurule atgriežas no augstspiediena turbīnas izejas uz katla sildītāju pie 300-400 grādiem - A106 Gr.B vai P22 atkarībā no konstrukcijas prasībām.

Materiālu izvēle spēkstacijām

Elektrostaciju tehnoloģiju attīstība ir veicinājusi arvien sarežģītāku materiālu izstrādi. Subkritiskās vienības, kas darbojas 540 grādu leņķī, izmanto P22, kas nodrošina atbilstošu šļūdes stiprību un oksidācijas izturību līdz šai temperatūrai. Superkritiskām vienībām, kas darbojas 566 grādu leņķī, ir nepieciešams P91, kam šajā temperatūrā ir aptuveni trīs reizes lielāka šļūdes pārrāvuma izturība nekā P22, tādējādi nodrošinot plānākas sienas, kas samazina termisko spriegumu palaišanas laikā un uzlabo iekārtas elastību. Īpaši-superkritiskām vienībām ir nepieciešami augstākās-veiktspējas materiāli: P92 karstākajām sekcijām (kur volframa pievienošana nodrošina par 15-20% lielāku šļūdes izturību nekā P91), un sakausējumi uz niķeļa{16}}, piemēram, Alloy 617 (Sakausējums 617, Inconel 61 temperatūra augstākajai temperatūrai) temperatūra pārsniedz 620 grādus, un šļūdes izturības prasības var izpildīt tikai šie uzlabotie materiāli.

Temperatūras un spiediena robežas katram materiālam ir noteiktas ASME II sadaļas D daļas pieļaujamās sprieguma tabulās. Maksimālā pieļaujamā temperatūra P22 ir 593 grādi, P91 ir 649 grādi un P92 ir 649 grādi. Tomēr tvaika oksidācijas pretestība kļūst par ierobežojošu faktoru virs 600 grādiem - pat tad, ja materiālam ir atbilstoša šļūdes izturība, biezu, lobojošu oksīda zvīņu veidošanās uz iekšējās virsmas var izraisīt cauruļu aizsprostojumus un turbīnas eroziju. Šī iemesla dēļ, ja temperatūra pārsniedz 580 grādus, priekšroka tiek dota lielākam hroma saturam (9% P91/P92), nevis mazākam hromam (2,25% P22).

Atomelektrostacijas cauruļvadi

Atomelektrostacijas cauruļvadi ir klasificēti pēc drošības klases ASME III sadaļā (Kodolobjekta komponentu būvniecības noteikumi). 1. klases (drošībai{2}}kritiskajam) cauruļvadiem bez bojājumiem jāiztur vissmagākie konstrukcijas negadījumi. 2. un 3. klases cauruļvadiem ir mazāk stingras prasības. Kodolmateriālu cauruļu materiāli ir A106 Gr.B (oglekļa tērauds palīgsistēmām), A312 TP304/316 (nerūsējošais tērauds reaktora dzesēšanas šķidruma un drošības iesmidzināšanas sistēmām) un A358 (metināts nerūsējošais tērauds liela diametra sistēmām). Kodolcaurulēm ir nepieciešama pastiprināta tīrība (ultraclean izgatavošana, attaukošana un iepakošana), pilnīga materiāla izsekojamība ar NQA-1 (kodolkvalitātes nodrošināšanas) dokumentāciju un 100% NDT ar ierakstu saglabāšanu iekārtas projektēšanas laikā (parasti 40–60 gadi).

NDT spēkstaciju cauruļvados

NDT prasības spēkstaciju cauruļvadiem ir plašas. Katlu caurulēm ir nepieciešams 100% UT vai ECT, lai pēc ražošanas atklātu iekšējos un ārējos defektus, un ekspluatācijas pārbaudei, izmantojot vadīto viļņu UT korozijas noteikšanai zem izolācijas (CUI). Augstas -temperatūras caurulēm ir nepieciešams periodisks UT sieniņu biezuma mērījums un šļūdes bojājumu noteikšana, izmantojot replikācijas metalogrāfiju, kur tiek izgatavota mikrostruktūras virsmas kopija un laboratorijā analizēti kavitācijas bojājumi, kas norāda uz terciārās šļūdes sākšanos. Ekspluatācijas-pārbaužu intervāli tiek noteikti pēc atlikušā kalpošanas laika novērtējuma, kas aprēķināts no darba stundām, temperatūras un sienas biezuma datiem. Detalizētas NDT metodes skatiet mūsuCaurules NDT rokasgrāmata.

Elektrostaciju cauruļu metināšana

Augstas temperatūras{0}}elektrostacijas cauruļu metināšanai nepieciešama stingra procedūras kvalifikācija. P91 un P92 metināšanai nepieciešama 200-250 grādu iepriekšēja uzsildīšana, stingra starpplūsmas temperatūras kontrole (maksimums 300 grādi), zema-ūdeņraža metināšanas palīgmateriālu izmantošana (izkliedējamais ūdeņradis < 5 ml/100g) un tūlītēja PWHT pie 730 P16{0 grādi 730 P1{0 740-760 grādi P92. Atšķirīgas metāla metināšanas šuves (DMW) starp P22 un P91 ir izplatītas spēkstacijās, un tām ir rūpīgi jāizvēlas pildvielas metāls (parasti sakausējums uz niķeļa bāzes 82/182), lai pielāgotos abu materiālu atšķirīgo termisko izplešanos. PWHT DMW ir jāsabalansē abu materiālu rūdīšanas prasības. Metināto savienojumu šļūde ir zināms atteices mehānisms augstas temperatūras spēkstaciju cauruļvados, jo īpaši DMW, kur oglekļa migrācija no mazleģētā tērauda uz metināto metālu rada mīkstinātu dekarbonizētu zonu, kas šļūdes apstākļos var sabojāties.

Mūsu spēkstacijas cauruļu iespējas

ManufacturerPipe piegādā katlu caurules un spēkstaciju cauruļvadus atbilstoši ASME I sadaļas B31.1 un III sadaļas standartiem. Piedāvājam A213 T11/T22/T91 katlu caurules, A335 P22/P91/P92 galveno tvaika un uzsildīšanas cauruli un A106/A333 palīgsistēmas cauruli. Visas caurules tiek piegādātas ar pilniem MTC, termiskās apstrādes ierakstiem un NDT ziņojumiem. Mēs varam noorganizēt trešās puses{14}}pārbaudi kodolenerģijas un starptautiskiem enerģijas projektiem.

Nepieciešama spēkstacijas caurule?

Sazinieties ar mūsu inženieru komandu, lai saņemtu norādījumus par materiālu izvēli un konkurētspējīgām cenām katlu caurulēm un strāvas cauruļvadiem.

Produktu kategorijas

• Nerūsējošā tērauda caurule
• Oglekļa tērauda caurule
• Leģētā tērauda caurule
• Cinkota caurule