Ikhtisar Perpipaan Pembangkit Listrik
Pembangkit listrik memiliki sistem perpipaan ekstensif yang beroperasi dalam kondisi paling menuntut di dunia industri. Siklus air uap-meliputi pipa yang mengalirkan air, uap jenuh, uap super panas, dan uap panas ulang pada suhu dari suhu sekitar hingga lebih dari 620 derajat dan tekanan dari sub-atmosfer (kondensor) hingga lebih dari 300 bar (boiler superkritis ultra-). Desain sistem perpipaan ini harus memperhitungkan mulur (deformasi yang bergantung pada waktu-pada suhu tinggi), kelelahan termal dari siklus penyalaan/pematian, oksidasi uap (pembentukan kerak pada permukaan bagian dalam), dan pengendalian kimia air untuk mencegah korosi dan pembentukan endapan.
Kode desain utama untuk perpipaan pembangkit listrik adalah ASME Bagian I (Peraturan Konstruksi Boiler Listrik) untuk tabung boiler dan perpipaan eksternal boiler, dan ASME B31.1 (Perpipaan Listrik) untuk sistem perpipaan di luar boiler yang tepat. Kode-kode ini menentukan tegangan yang diijinkan, ketebalan dinding minimum, faktor desain, batasan material, dan persyaratan pengujian untuk setiap kondisi layanan. Pemilihan bahan yang tepat sangat penting - kegagalan pipa uap utama di pembangkit listrik dapat menyebabkan kerusakan besar, pemadaman listrik berkepanjangan yang memakan biaya jutaan dolar per hari, dan potensi korban jiwa.
Tabung Ketel
Tabung boiler membentuk permukaan perpindahan panas yang mengubah air menjadi uap. Tabung dinding air melapisi tungku tempat air dipanaskan hingga suhu jenuh (bagian evaporator). Tabung ini beroperasi pada fluks panas tinggi dan harus tahan terhadap tekanan internal dan kontak api/abu eksternal. Spesifikasi umumnya mencakup ASTM A178 (baja karbon yang dilas), A210 (baja karbon tanpa sambungan), dan A192 (baja karbon tanpa sambungan untuk layanan-tekanan tinggi). Ukuran tipikal adalah OD 1,5-3" dengan ketebalan dinding 3-8 mm.
Tabung superheater membawa uap jenuh dari drum dan memanaskannya hingga suhu keluar yang diperlukan (biasanya 540-620 derajat untuk pabrik modern). Tabung ini beroperasi pada suhu tertinggi di dalam boiler dan memerlukan baja paduan berkekuatan-creep-tinggi. ASTM A213 T11 (1.25Cr-0.5Mo), T22 (2.25Cr-1Mo), dan T91 (9Cr-1Mo-V) adalah material standar. T91 adalah material pilihan untuk bagian superheater bersuhu tertinggi karena kekuatan mulurnya yang unggul dan ketahanan terhadap oksidasi uap.
Tabung pemanas ulang membawa uap buangan dari turbin-tekanan tinggi kembali ke boiler untuk dipanaskan kembali sebelum kembali ke turbin-tekanan menengah dan-tekanan rendah. Kondisinya mirip dengan superheater tetapi pada tekanan yang sedikit lebih rendah. Tabung economizer memanaskan air umpan sebelum memasuki drum boiler, beroperasi pada tekanan tinggi tetapi suhu sedang (300-400 derajat). Bahan standar termasuk baja karbon A178 dan A210. Dimensi tabung boiler bervariasi menurut pabrikan dan desain, namun kisaran OD tipikal adalah 25-89 mm dengan ketebalan dinding 3-12 mm.
Uap Utama &{0}}Pipa Suhu Tinggi
Pipa uap utama mengalirkan uap super panas dari saluran keluar boiler ke-turbin bertekanan tinggi. Untuk pembangkit listrik subkritis (kondisi uap ~540 derajat , 170 bar), material standarnya adalah A335 P22 (2,25Cr-1Mo). Untuk pembangkit listrik superkritis (~566 derajat , 250 bar), P91 (9Cr-1Mo-V) adalah material standar. Untuk pembangkit listrik ultra-superkritis (600-620 derajat , 300+ bar), P92 (9Cr-0,5Mo-W-V) dan bahkan paduan berbasis nikel-(Paduan 617, Paduan 625) diperlukan untuk bagian bersuhu{37}}tertinggi. Pipa pemanas ulang panas kembali dari superheater boiler ke turbin tekanan menengah pada 540-620 derajat - P22 atau P91 tergantung suhu. Pipa pemanas ulang dingin kembali dari saluran keluar turbin tekanan tinggi ke pemanas ulang boiler pada suhu 300-400 derajat - A106 Gr.B atau P22 tergantung pada persyaratan desain.
| Jenis Tanaman | Kondisi Uap | Bahan | Jadwal Pipa |
|---|---|---|---|
| Subkritis | 540 derajat / 170 bar | P22 (2,25Cr-1Mo) | SCH 80-160 |
| Superkritis | 566 derajat / 250 bar | P91 (9Cr-1Mo-V) | SCH 100-160 |
| Ultra-Superkritis | 600-620 derajat / 300+ batang | P92, Paduan 617 | Tembok berat khusus |
Pemilihan Material untuk Pembangkit Listrik
Evolusi teknologi pembangkit listrik telah mendorong perkembangan material yang semakin canggih. Unit subkritis yang beroperasi pada 540 derajat menggunakan P22, yang memberikan kekuatan mulur dan ketahanan oksidasi yang memadai hingga suhu ini. Unit superkritis yang beroperasi pada suhu 566 derajat memerlukan P91, yang memiliki kekuatan pecah mulur sekitar tiga kali lipat P22 pada suhu ini, sehingga memungkinkan dinding lebih tipis sehingga mengurangi tekanan termal selama penyalaan dan meningkatkan fleksibilitas pabrik. Unit ultra-superkritis memerlukan material berperforma-tertinggi: P92 untuk bagian terpanas (dengan penambahan tungsten memberikan kekuatan mulur 15-20% lebih tinggi dibandingkan P91), dan paduan berbasis nikel seperti Alloy 617 (Inconel 617) untuk header dan pipa bersuhu tertinggi, yang suhu uapnya melebihi 620 derajat dan persyaratan kekuatan mulur hanya dapat dipenuhi oleh material canggih ini.
Batas suhu dan tekanan untuk setiap material ditentukan oleh tabel tegangan ijin ASME Bagian II Bagian D. Suhu maksimum yang diperbolehkan untuk P22 adalah 593 derajat, untuk P91 adalah 649 derajat, dan untuk P92 adalah 649 derajat. Namun, ketahanan oksidasi uap menjadi faktor pembatas di atas 600 derajat - meskipun material memiliki kekuatan mulur yang memadai, pembentukan kerak oksida yang tebal dan terkelupas pada permukaan bagian dalam dapat menyebabkan penyumbatan tabung dan erosi turbin. Karena alasan ini, kandungan kromium yang lebih tinggi (9% pada P91/P92) lebih disukai dibandingkan kromium yang lebih rendah (2,25% pada P22) untuk suhu di atas 580 derajat.
Perpipaan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Perpipaan pembangkit listrik tenaga nuklir diklasifikasikan berdasarkan kelas keselamatan sesuai ASME Bagian III (Peraturan Konstruksi Komponen Fasilitas Nuklir). Perpipaan kelas 1 (penting-keselamatan) harus tahan terhadap kecelakaan dasar desain yang paling parah tanpa kegagalan. Perpipaan kelas 2 dan 3 memiliki persyaratan yang tidak terlalu ketat. Material pipa kelas nuklir mencakup A106 Gr.B (baja karbon untuk sistem bantu), A312 TP304/316 (baja tahan karat untuk sistem pendingin reaktor dan injeksi keselamatan), dan A358 (baja tahan karat yang dilas untuk sistem berdiameter{13}}besar). Pipa nuklir memerlukan peningkatan kebersihan (fabrikasi ultra-bersih, penghilangan lemak, dan pengemasan), ketertelusuran material yang lengkap dengan dokumentasi NQA-1 (Jaminan Kualitas Nuklir), dan 100% NDT dengan catatan retensi selama umur desain pabrik (biasanya 40-60 tahun).
NDT pada Perpipaan Pembangkit Listrik
Persyaratan NDT untuk perpipaan pembangkit listrik sangat luas. Tabung boiler memerlukan 100% UT atau ECT untuk mendeteksi cacat internal dan eksternal setelah produksi, dan inspeksi dalam-layanan menggunakan UT gelombang terpandu untuk deteksi korosi di bawah isolasi (CUI). Pipa bersuhu-tinggi memerlukan pengukuran ketebalan dinding UT secara berkala dan deteksi kerusakan mulur menggunakan metalografi replikasi, yang mana replika permukaan struktur mikro dibuat dan dianalisis di laboratorium untuk mengetahui adanya kerusakan kavitasi yang mengindikasikan permulaan mulur tersier. Interval-pemeriksaan servis ditentukan oleh penilaian sisa masa pakai yang dihitung dari data jam pengoperasian, suhu, dan ketebalan dinding. Untuk metode NDT terperinci, lihat kamiPanduan NDT Pipa.
Pengelasan Pipa Pembangkit Listrik
Pengelasan pipa pembangkit listrik{0}}bersuhu tinggi memerlukan kualifikasi prosedur yang ketat. Pengelasan P91 dan P92 memerlukan pemanasan awal 200-250 derajat, kontrol suhu interpass yang ketat (maksimum 300 derajat), penggunaan bahan habis pakai pengelasan hidrogen rendah (hidrogen terdifusi < 5 ml/100g), dan PWHT langsung pada 730-760 derajat untuk P91 dan 740-760 derajat untuk Hlm.92. Pengelasan logam berbeda (DMW) antara P22 dan P91 umum terjadi di pembangkit listrik dan memerlukan pemilihan logam pengisi yang cermat (biasanya Paduan 82/182 berbasis nikel) untuk mengakomodasi ekspansi termal diferensial antara kedua material. PWHT untuk DMW harus menyeimbangkan persyaratan tempering kedua material. Kegagalan mulur sambungan las merupakan mekanisme kegagalan yang diketahui pada perpipaan pembangkit listrik bersuhu tinggi, khususnya di DMW di mana migrasi karbon dari baja paduan rendah ke logam las menciptakan zona dekarburisasi yang melunak dan dapat gagal dalam kondisi mulur.
Kemampuan Pipa Pembangkit Listrik Kami
ProdusenPipe memasok tabung boiler dan pipa pembangkit listrik dengan standar ASME Bagian I, B31.1, dan Bagian III. Kami menawarkan tabung boiler A213 T11/T22/T91, pipa steam dan pemanas ulang utama A335 P22/P91/P92, dan pipa sistem bantu A106/A333. Semua pipa dilengkapi dengan MTC lengkap, catatan perlakuan panas, dan laporan NDT. Kami dapat mengatur-inspeksi pihak ketiga untuk proyek pembangkit listrik tenaga nuklir dan internasional.
Butuh Pipa Pembangkit Listrik?
Hubungi tim teknik kami untuk panduan pemilihan material dan harga kompetitif untuk tabung boiler dan pipa listrik.
Dapatkan Penawaran
Kategori Produk
