ภาพรวมระบบท่อในโรงไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าประกอบด้วยระบบท่อที่ครอบคลุมซึ่งทำงานภายใต้สภาวะที่ต้องการมากที่สุดในโลกอุตสาหกรรม วัฏจักรไอน้ำ-น้ำรวมถึงท่อที่นำน้ำ ไอน้ำอิ่มตัว ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง และไอน้ำรีฮีท ที่อุณหภูมิตั้งแต่อุณหภูมิแวดล้อมถึงมากกว่า 620°C และความดันตั้งแต่ต่ำกว่าบรรยากาศ (คอนเดนเซอร์) ถึงมากกว่า 300 บาร์ (หม้อไอน้ำแบบอุลตร้าซูเปอร์คริติคอล) การออกแบบระบบท่อเหล่านี้ต้องคำนึงถึงการคืบ (การเปลี่ยนรูปที่ขึ้นกับเวลาที่อุณหภูมิสูง) ความล้าจากความร้อนจากรอบการเริ่มต้น/หยุดทำงาน การออกซิเดชันของไอน้ำ (การเกิดตะกรันบนพื้นผิวภายใน) และการควบคุมเคมีของน้ำเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและการเกิดตะกรัน

รหัสการออกแบบหลักสำหรับท่อในโรงไฟฟ้าคือ ASME Section I (กฎสำหรับการก่อสร้างหม้อไอน้ำพลังงาน) สำหรับท่อหม้อไอน้ำและท่อภายนอกหม้อไอน้ำ และ ASME B31.1 (ท่อส่งกำลัง) สำหรับระบบท่อนอกหม้อไอน้ำ รหัสเหล่านี้กำหนดความเค้นที่ยอมให้ ความหนาผนังขั้นต่ำ ปัจจัยการออกแบบ ข้อจำกัดของวัสดุ และข้อกำหนดการทดสอบสำหรับแต่ละสภาพการใช้งาน การเลือกวัสดุที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ - ความล้มเหลวของท่อไอน้ำหลักในโรงไฟฟ้าอาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรง การหยุดทำงานเป็นเวลานานซึ่งมีค่าใช้จ่ายหลายล้านดอลลาร์ต่อวัน และอาจทำให้เสียชีวิตได้

ท่อหม้อไอน้ำ

ท่อหม้อไอน้ำก่อตัวเป็นพื้นผิวถ่ายเทความร้อนที่เปลี่ยนน้ำเป็นไอน้ำ ท่อผนังน้ำเรียงรายตามเตาเผาที่น้ำถูกให้ความร้อนถึงอุณหภูมิอิ่มตัว (ส่วนเครื่องระเหย) ท่อเหล่านี้ทำงานที่ฟลักซ์ความร้อนสูงและต้องทนต่อแรงดันภายในและการสัมผัสกับเปลวไฟ/เถ้าภายนอก ข้อกำหนดทั่วไปรวมถึง ASTM A178 (เหล็กกล้าคาร์บอนเชื่อม), A210 (เหล็กกล้าคาร์บอนไร้ตะเข็บ) และ A192 (เหล็กกล้าคาร์บอนไร้ตะเข็บสำหรับบริการแรงดันสูง) ขนาดทั่วไปคือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 1.5-3 นิ้ว พพร้อมความหนาผนัง 3-8 มม.

ท่อซูเปอร์ฮีทเตอร์นำไอน้ำอิ่มตัวจากถังไอน้ำและให้ความร้อนถึงอุณหภูมิทางออกที่ต้องการ (โดยทั่วไป 540-620°C สำหรับโรงไฟฟ้าสมัยใหม่) ท่อเหล่านี้ทำงานที่อุณหภูมิสูงสุดในหม้อไอน้ำและต้องใช้เหล็กกล้าผสมที่มีความต้านทานการคืบสูง วัสดุมาตรฐานคือ ASTM A213 T11 (1.25Cr-0.5Mo), T22 (2.25Cr-1Mo) และ T91 (9Cr-1Mo-V) T91 เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับส่วนซูเปอร์ฮีทเตอร์ที่อุณหภูมิสูงสุดเนื่องจากความต้านทานการคืบที่เหนือกว่าและความต้านทานการออกซิเดชันของไอน้ำ

ท่อรีฮีทเตอร์นำไอน้ำเสียจากกังหันแรงดันสูงกลับไปยังหม้อไอน้ำเพื่อให้ความร้อนใหม่ก่อนกลับไปยังกังหันแรงดันกลางและแรงดันต่ำ สภาพคล้ายกับซูเปอร์ฮีทเตอร์แต่ที่ความดันต่ำกว่าเล็กน้อย ท่ออีโคโนไมเซอร์อุ่นน้ำป้อนก่อนเข้าสู่ถังไอน้ำ ทำงานที่แรงดันสูงแต่อุณหภูมิปานกลาง (300-400°C) วัสดุมาตรฐานรวมถึง A178 และ A210 เหล็กกล้าคาร์บอน ขนาดท่อหม้อไอน้ำแตกต่างกันไปตามผู้ผลิตและการออกแบบ แต่ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกทั่วไปคือ 25-89 มม. พร้อมความหนาผนัง 3-12 มม.

ท่อไอน้ำหลักและท่ออุณหภูมิสูง

ท่อไอน้ำหลักนำไอน้ำร้อนยวดยิ่งจากทางออกหม้อไอน้ำไปยังกังหันแรงดันสูง สำหรับโรงไฟฟ้าซับคริติคอล (สภาพไอน้ำ ~540°C, 170 บาร์) วัสดุมาตรฐานคือ A335 P22 (2.25Cr-1Mo) สำหรับโรงไฟฟ้าซูเปอร์คริติคอล (~566°C, 250 บาร์) P91 (9Cr-1Mo-V) เป็นวัสดุมาตรฐาน สำหรับโรงไฟฟ้าอุลตร้าซูเปอร์คริติคอล (600-620°C, 300+ บาร์) จำเป็นต้องใช้ P92 (9Cr-0.5Mo-W-V) และแม้แต่โลหะผสมฐานนิกเกิล (Alloy 617, Alloy 625) สำหรับส่วนที่อุณหภูมิสูงสุด ท่อรีฮีทร้อนกลับจากซูเปอร์ฮีทเตอร์ของหม้อไอน้ำไปยังกังหันแรงดันกลางที่ 540-620°C - ใช้ P22 หรือ P91 ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ท่อรีฮีทเย็นกลับจากทางออกกังหันแรงดันสูงไปยังรีฮีทเตอร์ของหม้อไอน้ำที่ 300-400°C - ใช้ A106 Gr.B หรือ P22 ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการออกแบบ

การเลือกวัสดุสำหรับโรงไฟฟ้า

วิวัฒนาการของเทคโนโลยีโรงไฟฟ้าได้ขับเคลื่อนการพัฒนาวัสดุที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ หน่วยซับคริติคอลที่ทำงานที่ 540°C ใช้ P22 ซึ่งให้ความต้านทานการคืบและการออกซิเดชันที่เพียงพอจนถึงอุณหภูมินี้ หน่วยซูเปอร์คริติคอลที่ทำงานที่ 566°C ต้องใช้ P91 ซึ่งมีความแข็งแรงแตกหักจากการคืบประมาณสามเท่าของ P22 ที่อุณหภูมินี้ ทำให้ผนังบางลงซึ่งลดความเครียดจากความร้อนระหว่างการเริ่มต้นและปรับปรุงความยืดหยุ่นของโรงไฟฟ้า หน่วยอุลตร้าซูเปอร์คริติคอลต้องใช้วัสดุประสิทธิภาพสูงสุด: P92 สำหรับส่วนที่ร้อนที่สุด (ซึ่งการเพิ่มวุลแฟรเมียมให้ความแข็งแรงคืบสูงกว่า P91 15-20%) และโลหะผสมฐานนิกเกิลเช่น Alloy 617 (Inconel 617) สำหรับท่อร่วมและท่อที่อุณหภูมิสูงสุด ซึ่งอุณหภูมิไอน้ำเกิน 620°C และข้อกำหนดความแข็งแรงคืบสามารถทำได้โดยวัสดุขั้นสูงเหล่านี้เท่านั้น

ขีดจำกัดอุณหภูมิและความดันสำหรับแต่ละวัสดุถูกกำหนดโดยตารางความเค้นที่ยอมให้ใน ASME Section II Part D อุณหภูมิสูงสุดที่ยอมให้สำหรับ P22 คือ 593°C สำหรับ P91 คือ 649°C และสำหรับ P92 คือ 649°C อย่างไรก็ตาม ความต้านทานการออกซิเดชันของไอน้ำกลายเป็นปัจจัยจำกัดเหนือ 600°C - แม้ว่าวัสดุจะมีความแข็งแรงคืบเพียงพอ การก่อตัวของตะกรันออกไซด์หนาที่ลอกออกบนพื้นผิวภายในอาจทำให้ท่ออุดตันและการสึกกร่อนของกังหัน ด้วยเหตุนี้ ปริมาณโครเมียมที่สูงขึ้น (9% ใน P91/P92) จึงเป็นที่ต้องการมากกว่าปริมาณโครเมียมต่ำ (2.25% ใน P22) สำหรับอุณหภูมิเหนือ 580°C

ท่อในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ท่อในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ถูกจำแนกตามระดับความปลอดภัยตาม ASME Section III (กฎสำหรับการก่อสร้างส่วนประกอบของโรงงานนิวเคลียร์) ท่อระดับ Class 1 (สำคัญต่อความปลอดภัย) ต้องทนต่ออุบัติเหตุพื้นฐานการออกแบบที่รุนแรงที่สุดโดยไม่ล้มเหลว ท่อระดับ Class 2 และ 3 มีข้อกำหนดเข้มงวดน้อยกว่า วัสดุท่อเกรดนิวเคลียร์รวมถึง A106 Gr.B (เหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับระบบเสริม), A312 TP304/316 (สแตนเลสสำหรับระบบหล่อเย็นเครื่องปฏิกรณ์และระบบฉีดความปลอดภัย) และ A358 (สแตนเลสเชื่อมสำหรับระบบเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่) ท่อนิวเคลียร์ต้องมีความสะอาดสูง (การผลิตที่สะอาดพิเศษ การขจัดไขมัน และการบรรจุหีบห่อ) การตรวจสอบย้อนกลับวัสดุอย่างสมบูรณ์พร้อมเอกสาร NQA-1 (Nuclear Quality Assurance) และการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย 100% พร้อมการเก็บบันทึกตลอดอายุการออกแบบของโรงงาน (โดยทั่วไป 40-60 ปี)

การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) ในท่อโรงไฟฟ้า

ข้อกำหนด NDT สำหรับท่อโรงไฟฟ้ามีมากมาย ท่อหม้อไอน้ำต้องใช้ UT หรือ ECT 100% เพื่อตรวจหาข้อบกพร่องภายในและภายนอกหลังการผลิต และการตรวจสอบระหว่างการใช้งานโดยใช้ guided wave UT เพื่อตรวจหาการกัดกร่อนใต้ฉนวน (CUI) ท่ออุณหภูมิสูงต้องมีการวัดความหนาผนังด้วย UT เป็นระยะและการตรวจจับความเสียหายจากการคืบโดยใช้ replication metallography ซึ่งทำสำเนาพื้นผิวของโครงสร้างจุลภาคและวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการเพื่อหาความเสียหายแบบโพรงที่บ่งบอกถึงการเริ่มต้นของการคืบขั้นตติยภูมิ ช่วงเวลาการตรวจสอบระหว่างการใช้งานถูกกำหนดโดยการประเมินอายุการใช้งานคงเหลือที่คำนวณจากชั่วโมงการทำงาน อุณหภูมิ และข้อมูลความหนาผนัง สำหรับวิธี NDT โดยละเอียด ดู คู่มือ NDT สำหรับท่อ ของเรา

การเชื่อมท่อโรงไฟฟ้า

การเชื่อมท่ออุณหภูมิสูงในโรงไฟฟ้าต้องมีการรับรองขั้นตอนอย่างเข้มงวด การเชื่อม P91 และ P92 ต้องมีการอุ่นล่วงหน้า 200-250°C การควบคุมอุณหภูมิระหว่างผ่านอย่างเข้มงวด (สูงสุด 300°C) การใช้ลวดเชื่อมที่มีไฮโดรเจนต่ำ (ไฮโดรเจนแพร่ได้ < 5 มล./100 กรัม) และการทำ PWHT ทันทีที่ 730-760°C สำหรับ P91 และ 740-760°C สำหรับ P92 รอยเชื่อมโลหะต่างชนิด (DMW) ระหว่าง P22 และ P91 เป็นเรื่องปกติในโรงไฟฟ้าและต้องเลือกวัสดุเติมอย่างระมัดระวัง (โดยทั่วไปคือโลหะผสมฐานนิกเกิล Alloy 82/182) เพื่อรองรับการขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันระหว่างวัสดุทั้งสอง PWHT สำหรับ DMW ต้องสมดุลข้อกำหนดการชุบแข็งของวัสดุทั้งสอง ความล้มเหลวจากการคืบของรอยเชื่อมเป็นกลไกความล้มเหลวที่รู้จักในท่ออุณหภูมิสูงของโรงไฟฟ้า โดยเฉพาะใน DMW ที่การย้ายถ่านจากเหล็กกล้าผสมต่ำเข้าสู่โลหะเชื่อมสร้างโซนที่ปราศจากคาร์บอนอ่อนตัวซึ่งสามารถล้มเหลวภายใต้สภาวะคืบ

ความสามารถด้านท่อโรงไฟฟ้าของเรา

ManufacturerPipe จัดหาท่อหม้อไอน้ำและท่อโรงไฟฟ้าตามมาตรฐาน ASME Section I, B31.1 และ Section III เรานำเสนอท่อหม้อไอน้ำ A213 T11/T22/T91 ท่อไอน้ำหลักและรีฮีท A335 P22/P91/P92 และท่อระบบเสริม A106/A333 ท่อทั้งหมดจัดส่งพร้อม MTC ที่สมบูรณ์ บันทึกการรักษาความร้อน และรายงาน NDT เราสามารถจัดการตรวจสอบโดยบุคคลที่สามสำหรับโครงการนิวเคลียร์และโครงการไฟฟ้าระหว่างประเทศ

ต้องการท่อโรงไฟฟ้าหรือไม่?

ติดต่อทีมวิศวกรของเราเพื่อขอคำแนะนำการเลือกวัสดุและราคาที่แข่งขันได้สำหรับท่อหม้อไอน้ำและท่อส่งกำลัง

หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์

• ท่อสแตนเลส
• ท่อเหล็กกล้าคาร์บอน
• ท่อเหล็กกล้าผสม
• ท่อชุบสังกะสี