近日，由國家能源集團江蘇公司負責的《1000MW機組鍋爐過渡段T23水冷壁管檢修導則》（T/JSEPA 004—2022）團體標準通過江蘇省電力行業協

近日，由國家能源集團江蘇公司負責的《1000MW機組鍋爐過渡段T23水冷壁管檢修導則》（T/JSEPA 004—2022）團體標準通過江蘇省電力行業協會審核并正式發布，填補了電力行業T23水冷壁管檢修標準體系的空白。

一、T23水冷壁管是什么

1993年，T23（7CrWVMoNb9-6）鋼材（詳見圖1）首次運用到電站鍋爐的過熱器中，90年代以后，在日本和歐洲，一些亞臨界，超臨界，超超臨界發電鍋爐設備上也逐漸使用T23鋼材。目前，T23鋼材廣泛應用于超（超）臨界鍋爐的水冷壁，溫度不超過580℃的大型火電站鍋爐的過熱器，再熱器，預熱鍋爐等。

水冷壁分布于鍋爐爐膛四周，是超超臨界機組中非常重要的組成部分。水冷壁通過吸收爐膛中散發的熱量，降低爐墻溫度，從而起到保護爐墻的作用。目前，膜式水冷壁是世界上正在運行的超臨界和超超臨界機組鍋爐水冷壁最常用的形式（詳見圖2）。

膜式水冷壁管屏是將鋼管和鰭片間隔排列，通過焊接方法將正反雙面多條焊縫同時、連續成形以生產一定寬度的管屏單元，將兩片或多片單元通過拼接制成膜式水冷壁管屏。膜式水冷壁有兩種類型，一種是光管之間焊鰭片形成；另一種是由軋制成型的鰭片管焊成。

二、為什么要制定T23水冷壁管檢修標準

鍋爐機組是火電廠基礎的能源設備，是最容易發生故障的設備之一。鍋爐機組故障引起的非計劃停運時間占非停總時間的52%，其中爐內四管（過熱器管、再熱器管、水冷壁管、省煤氣管）（詳見圖3）引起的非停事故占79%，而爐內四管事故主要是水冷壁管失效引起的事故，給國家和企業帶來了安全問題和經濟損失。因此，科學有效地組織水冷壁管檢修，可以減少鍋爐機組非停事件的產生，對減少鍋爐機組發生安全事故有重大的意義，同時也是保障鍋爐機組安全運行的重要手段。

在鍋爐機組的正常運行過程中，水冷壁管長期運行在高溫煙氣和水蒸氣、火焰、飛灰等惡劣的環境中，結焦、磨損、腐蝕等類型的缺陷會引起水冷壁管爆管，容易引發泄漏和爆管等嚴重的鍋爐安全事故。一旦產生泄漏和爆管事件，只能采用強制停爐的方法，對鍋爐受熱面進行修理，影響火電廠的安全運行，給電廠造成較大的經濟損失。

由于1000MW機組鍋爐T23水冷壁管（φ38.1*6.8mm）的焊接性差、裂紋敏感性高，火電廠鍋爐T23水冷壁管的基建焊口在機組發電運行期間極易出現熱態延遲裂紋，這已是困擾諸多火電廠的檢修難題。

T23鋼的常溫力學性能和高溫蠕變斷裂強度優秀，冷裂紋敏感性低，抗蒸汽氧化性能較好，但是熱裂紋敏感性極高，在超超臨界鍋爐應用中屢屢出現因水冷壁焊縫裂紋導致的泄漏事件，泄漏發生后機組被迫停運，對能源保供及防非停工作有極其惡劣的影響，T23水冷壁管的早期失效問題已引起業界的廣泛關注，因此制定1000MW機組鍋爐T23水冷壁管檢修標準是非常必要的。

三、國家能源集團是這樣做的

國家能源集團江蘇公司組織牽頭，國能江蘇電力工程技術有限公司負責起草《1000MW機組鍋爐T23水冷壁管檢修標準》，國家能源集團諫壁發電廠負責優化鋼材檢測、切管、配管組對部分的標準文件，中國廣核集團蘇州熱工研究院有限公司負責優化焊接及熱處理部分的標準文件。

經研究分析確定1000MW機組鍋爐T23水冷壁管泄漏具體原因主要包括以下三方面：

1.T23鋼材焊接性能差，對裂紋敏感性高，在不預熱的情況下，容易出現冷態延時裂紋，裂紋長度甚至能貫穿整個焊縫，導致材料直接失效（詳見圖4）；

2.因受水冷壁結構限制，現場安裝施工時焊接預熱及熱處理不到位，導致焊縫硬度偏高及焊接接頭存在較大焊接殘余應力，在后續機組運行過程中，焊接接頭長期受高溫高壓載荷導致的內應力、結構應力及焊接殘余應力綜合作用，容易產生裂紋；

3.水冷壁垂直段運行工況差，存在較大的交變應力，在機組負荷變化過程中會產生較大的應力，導致水冷壁管拉裂。

通過廣泛的調查研究，根據2018年至2021年期間已實踐證明有效的T23水冷壁管裂紋治理經驗和科研成果，系統總結了過渡段T23水冷壁管更換過程中的檢修工藝和質量標準，將T23水冷壁管檢修過程中所涉及的檢測、切割、焊接、熱處理等檢修過程標準化（詳見圖5）。

充分征求電力行業內相關單位意見后，由國家能源集團江蘇公司、江蘇工程技術公司、諫壁公司、蘇州熱工研究院聯合編制的《1000MW機組鍋爐過渡段T23水冷壁管檢修導則》（T/JSEPA 004—2022）團體標準，通過江蘇省電力行業協會審核，并在全國團體標準信息平臺正式發布（詳見圖6）。

該團體標準規定了1000MW機組鍋爐過渡段T23水冷壁管切割、更換、焊接、熱處理及質量檢驗的技術要求，為T23水冷壁管更換過程中的質量控制提供了有效依據和技術支持。該團體標準結構合理、內容全面、可操作性強，可將T23水冷壁管焊口熱態延遲裂紋的缺陷率消除99.8%以上，降低因T23水冷壁管泄漏導致非停機造成的巨大經濟損失，對1000MW火電機組過渡段T23水冷壁管的檢修工作具有重要指導意義，達到了國內先進水平，為超超臨界火電機組的能源保供工作奠定了堅實基礎。