نظرة عامة على أنابيب محطة توليد الكهرباء
تحتوي محطات توليد الطاقة على أنظمة أنابيب واسعة النطاق تعمل في ظل الظروف الأكثر تطلبًا في العالم الصناعي. تشتمل دورة الماء-البخارية على أنابيب تحمل المياه، والبخار المشبع، والبخار شديد السخونة، وإعادة تسخين البخار عند درجات حرارة محيطة إلى أكثر من 620 درجة وضغوط من الغلاف الجوي السفلي-(المكثف) إلى أكثر من 300 بار (غلاية-فوق الحرج للغاية). يجب أن يأخذ تصميم أنظمة الأنابيب هذه في الاعتبار الزحف (التشوه المعتمد على الوقت عند درجة حرارة عالية)، والإجهاد الحراري الناتج عن دورات بدء التشغيل/إيقاف التشغيل، وأكسدة البخار (تكوين القشور على السطح الداخلي)، والتحكم في كيمياء المياه لمنع التآكل وتكوين الرواسب.
رموز التصميم الأساسية لأنابيب محطات توليد الطاقة هي ASME القسم الأول (قواعد بناء غلايات الطاقة) لأنابيب الغلايات وأنابيب الغلايات الخارجية، و ASME B31.1 (أنابيب الطاقة) لأنظمة الأنابيب خارج المرجل. تحدد هذه الرموز الضغوط المسموح بها والحد الأدنى لسماكة الجدار وعوامل التصميم وقيود المواد ومتطلبات الاختبار لكل حالة خدمة. يعد اختيار المواد المناسبة أمرًا بالغ الأهمية - قد يؤدي فشل أنبوب البخار الرئيسي في محطة توليد الطاقة إلى حدوث أضرار كارثية، وانقطاع التيار الكهربائي لفترات طويلة يكلف ملايين الدولارات يوميًا، واحتمال حدوث خسائر في الأرواح.
أنابيب الغلايات
تشكل أنابيب الغلايات أسطح نقل الحرارة التي تحول الماء إلى بخار. تبطن أنابيب جدار الماء الفرن حيث يتم تسخين الماء إلى درجة حرارة التشبع (قسم المبخر). تعمل هذه الأنابيب بتدفق حراري عالي ويجب أن تتحمل الضغط الداخلي وملامسة اللهب/الرماد الخارجي. تتضمن المواصفات الشائعة ASTM A178 (الفولاذ الكربوني الملحوم)، وA210 (الفولاذ الكربوني غير الملحوم)، وA192 (الفولاذ الكربوني غير الملحوم لخدمة الضغط العالي-). الأحجام النموذجية هي 1.5-3 "OD مع سمك الجدار 3-8 ملم.
تحمل أنابيب التسخين الفائق البخار المشبع من الأسطوانة وتقوم بتسخينه إلى درجة حرارة المخرج المطلوبة (عادةً 540-620 درجة للمحطات الحديثة). تعمل هذه الأنابيب في أعلى درجات الحرارة في الغلاية وتتطلب سبائك فولاذية عالية القوة-زحف-. ASTM A213 T11 (1.25Cr-0.5Mo)، T22 (2.25Cr-1Mo)، وT91 (9Cr-1Mo-V) هي المواد القياسية. T91 هي المادة المفضلة لأقسام التسخين الفائق ذات درجات الحرارة العالية نظرًا لقوتها الفائقة في الزحف ومقاومة أكسدة البخار.
تحمل أنابيب إعادة التسخين بخار العادم من توربينات الضغط العالي-إلى المرجل لإعادة التسخين قبل العودة إلى توربينات الضغط المتوسط-والضغط المنخفض-. الظروف مشابهة للسخانات الفائقة ولكن عند ضغط أقل قليلاً. تقوم الأنابيب الاقتصادية بتسخين مياه التغذية قبل دخولها إلى أسطوانة الغلاية، وتعمل عند ضغط مرتفع ولكن بدرجة حرارة معتدلة (300-400 درجة). تشمل المواد القياسية الفولاذ الكربوني A178 وA210. تختلف أبعاد أنبوب الغلاية حسب الشركة المصنعة والتصميم، ولكن نطاقات OD النموذجية تتراوح بين 25-89 ملم مع سمك جدار يتراوح بين 3-12 ملم.
أنابيب البخار الرئيسية ودرجات الحرارة المرتفعة-
ينقل أنبوب البخار الرئيسي البخار شديد السخونة من مخرج الغلاية إلى التوربينات ذات الضغط العالي-. بالنسبة للمحطات دون الحرجة (ظروف البخار ~540 درجة، 170 بار)، المادة القياسية هي A335 P22 (2.25Cr-1Mo). بالنسبة للمحطات فوق الحرجة (~566 درجة، 250 بار)، P91 (9Cr-1Mo-V) هي المادة القياسية. بالنسبة إلى -المحطات فوق الحرجة للغاية (600-620 درجة، 300+ بار)، P92 (9Cr-0.5Mo-W-V) وحتى السبائك القائمة على النيكل- (Alloy 617, Alloy 625) مطلوبة لأقسام درجات الحرارة الأعلى-. يعود أنبوب إعادة التسخين الساخن من مسخن الغلاية إلى توربين الضغط المتوسط عند درجة 540-620 - P22 أو P91 حسب درجة الحرارة. يعود أنبوب إعادة التسخين البارد من مخرج التوربين عالي الضغط إلى جهاز إعادة تسخين الغلاية عند درجة 300-400 - A106 Gr.B أو P22 حسب متطلبات التصميم.
| نوع النبات | ظروف البخار | مادة | جدول الأنابيب |
|---|---|---|---|
| دون الحرجة | 540 درجة / 170 بار | P22 (2.25Cr-1Mo) | سي إتش 80-160 |
| فوق الحرج | 566 درجة / 250 بار | P91 (9Cr-1Mo-V) | سي إتش 100-160 |
| فائق-فوق الحرج | 600-620 درجة / 300+ بار | P92، سبيكة 617 | جدار ثقيل مخصص |
اختيار المواد لمحطات الطاقة
لقد أدى تطور تكنولوجيا محطات توليد الطاقة إلى تطوير مواد متطورة بشكل متزايد. تستخدم الوحدات دون الحرجة التي تعمل عند 540 درجة P22، والذي يوفر قوة زحف كافية ومقاومة للأكسدة حتى درجة الحرارة هذه. تتطلب الوحدات فوق الحرجة التي تعمل عند 566 درجة P91، الذي يتمتع تقريبًا بثلاثة أضعاف قوة التمزق الزحف لـ P22 عند درجة الحرارة هذه، مما يسمح بجدران أرق تقلل من الضغط الحراري أثناء بدء التشغيل وتحسن مرونة المصنع. تتطلب الوحدات فوق الحرجة-أعلى المواد-أداءً: P92 للأجزاء الأكثر سخونة (حيث توفر إضافة التنغستن قوة زحف أعلى بنسبة 15-20% من P91)، والسبائك القائمة على النيكل- مثل السبائك 617 (Inconel 617) للرؤوس والأنابيب ذات درجات الحرارة الأعلى، حيث تتجاوز درجات حرارة البخار 620 درجة ومتطلبات قوة الزحف لا يمكن تلبيتها إلا من خلال هذه المواد المتقدمة.
يتم تحديد حدود درجة الحرارة والضغط لكل مادة من خلال جداول الضغط المسموح بها من ASME القسم II الجزء D. الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها لـ P22 هو 593 درجة، لـ P91 هو 649 درجة، و لـ P92 هو 649 درجة. ومع ذلك، تصبح مقاومة أكسدة البخار عاملاً مقيدًا أعلى من 600 درجة - حتى لو كانت المادة تتمتع بقوة زحف كافية، فإن تكوين قشور أكسيد سميكة ومتقشرة على السطح الداخلي يمكن أن يسبب انسداد الأنابيب وتآكل التوربينات. لهذا السبب، يُفضل محتوى الكروم العالي (9% في P91/P92) على الكروم المنخفض (2.25% في P22) لدرجات حرارة أعلى من 580 درجة.
أنابيب محطة الطاقة النووية
يتم تصنيف أنابيب محطات الطاقة النووية حسب فئة الأمان وفقًا للقسم الثالث من ASME (قواعد بناء مكونات المنشأة النووية). يجب أن تتحمل أنابيب الفئة 1 (السلامة-الحرجة) أشد حوادث التصميم خطورة دون أي عطل. أنابيب الفئة 2 و 3 لها متطلبات أقل صرامة. تشتمل مواد الأنابيب من الدرجة النووية على A106 Gr.B (الفولاذ الكربوني للأنظمة المساعدة)، وA312 TP304/316 (الفولاذ المقاوم للصدأ لمبرد المفاعل وأنظمة حقن السلامة)، وA358 (الفولاذ المقاوم للصدأ الملحوم للأنظمة ذات القطر الكبير-. تتطلب الأنابيب النووية نظافة معززة (التصنيع فائق النظافة، وإزالة الشحوم، والتعبئة)، وإمكانية تتبع المواد بالكامل باستخدام وثائق NQA-1 (ضمان الجودة النووية)، و100% NDT مع الاحتفاظ بالسجلات طوال عمر تصميم المصنع (عادةً 40-60 عامًا).
NDT في أنابيب محطات توليد الطاقة
إن متطلبات NDT لأنابيب محطات الطاقة واسعة النطاق. تتطلب أنابيب الغلايات 100% UT أو ECT للكشف عن العيوب الداخلية والخارجية بعد التصنيع، وفي-فحص الخدمة باستخدام موجة موجهة UT للكشف عن التآكل تحت العزل (CUI). تتطلب الأنابيب ذات درجة الحرارة المرتفعة - قياسًا دوريًا لسمك جدار UT واكتشاف أضرار الزحف باستخدام علم المعادن المتماثل، حيث يتم عمل نسخة طبق الأصل من البنية المجهرية السطحية وتحليلها في المختبر بحثًا عن أضرار التجويف التي تشير إلى بداية الزحف الثالث. في-يتم تحديد فترات فحص الخدمة من خلال تقييم العمر المتبقي المحسوب من بيانات ساعات التشغيل ودرجة الحرارة وسمك الجدار. للحصول على طرق NDT التفصيلية، راجع موقعنادليل الأنابيب NDT.
لحام أنابيب محطة توليد الكهرباء
يتطلب لحام أنابيب محطة توليد الطاقة ذات درجات الحرارة المرتفعة-إجراءات تأهيلية صارمة. يتطلب اللحام P91 وP92 تسخينًا مسبقًا يصل إلى 200-250 درجة، وتحكمًا صارمًا في درجة الحرارة البينية (بحد أقصى 300 درجة)، واستخدام مستهلكات اللحام ذات الهيدروجين المنخفض- (الهيدروجين المنتشر < 5 مل/100 جم)، وPWHT الفوري عند 730-760 درجة لـ P91 و740-760 درجة لـ ص92. تعد اللحامات المعدنية المتباينة (DMWs) بين P22 وP91 شائعة في محطات الطاقة وتتطلب اختيارًا دقيقًا لمعدن الحشو (عادةً سبائك 82/182 القائمة على النيكل) لاستيعاب التمدد الحراري التفاضلي بين المادتين. يجب أن يوازن PWHT الخاص بـ DMWs بين متطلبات التخفيف لكلا المادتين. فشل زحف مفصل اللحام هو آلية فشل معروفة في أنابيب محطات توليد الطاقة ذات درجة الحرارة العالية، لا سيما في DMWs حيث تؤدي هجرة الكربون من الفولاذ منخفض السبائك إلى معدن اللحام إلى إنشاء منطقة منزوعة الكربنة يمكن أن تفشل في ظل ظروف الزحف.
قدرة أنابيب محطة الطاقة لدينا
توفر شركة ManufacturerPipe أنابيب الغلايات وأنابيب محطات الطاقة وفقًا لمعايير ASME القسم الأول وB31.1 والقسم III. نحن نقدم أنابيب الغلايات A213 T11/T22/T91، وأنابيب البخار وإعادة التسخين الرئيسية A335 P22/P91/P92، وأنابيب النظام المساعدة A106/A333. يتم تزويد جميع الأنابيب بـ MTC كاملة، وسجلات المعالجة الحرارية، وتقارير NDT. يمكننا ترتيب عمليات تفتيش من طرف ثالث-لمشاريع الطاقة النووية والدولية.
هل تحتاج إلى أنابيب محطة توليد الكهرباء؟
اتصل بفريقنا الهندسي للحصول على إرشادات اختيار المواد والأسعار التنافسية لأنابيب الغلايات وأنابيب الطاقة.
احصل على عرض أسعار
فئات المنتجات
