화력발전소 보일러 과열기 및 재열기용 내열강관의 열화 평가

Abstract

본 연구에서는 울산기력 5호기와 당진화력 3호기 보일러의 과열기 및 재열기에 사용된 내열강관 재료인 X20CrMoV12.1강의 일반적인 재질특성과 기계적 물성치 를 조사하고 경도 및 금속조직 검사를 실시하여 관의 열화상태를 평가하였다. 육안 및 치수검사에서 30년 이상 운전된 울산기력 5호기 및 10년 이상 운전된 당진화력 3호기 모두 과열로 인한 변색 및 팽출 등은 관찰되지 않았으며, 두께 감육 측정결과 0.10～0.44 mm로 양호한 감육상태를 보였다. 그러나 경도검사에서는 열화에 따른 경도저하가 일어나고 있음을 확인 할 수 있었고 금속조직 검사에서도 장시간 운전에 따른 열화진행 상태를 확인 할 수 있었다. 고온에서 30년 이상 장시간 운전된 울산기력 5호기 경우는 관의 열화가 상당히 많이 진행되었음을 확인하였고, 그에 비해 당진화력 3호기의 열화상태는 열화 초기단계로 양호한 상태를 나타내고 있었다. 울산기력 5호기의 2차 과열기는 열화에 의한 경도저하 및 다량의 탄화물 석출과 조대화로 향후 내열강관의 교체가 필요하며, 당진화력 3호기 경우는 상대적으로 큰 두께 감육율과 열화에 의한 석출 탄화물의 조대화 경향으로 지속적인 점검 및 관리가 필요하다고 판단된다. |In this study, we studied general material properties and mechanical properties of X20CrMoV12.1steel used for thermal power plant boiler tubes of #5 Ulsan and #3 Dangjin. We also evaluated degradation of tube through hardness test and metallurgical structure inspection. The discoloration and bulge of superheater and reheater tubes of #5 Ulsan and #3 Dangjin due to overheating were not observed in terms of appearance test. The result of thickness measurement showed that thickness reduction of tubes was observed from 0.1mm to 0.44mm. #5 Ulsan power plant has been operated over 30 years. Accordingly, we found severe degradation of tubes. But platen superheater and reheater tubes of #3 Dangjin were observed degradation of the initial step. Secondary superheater tubes of #5 Ulsan power plant are recommended to replace with new tubes as a result of degradation evaluation. On the order hand, heat resistant steel tubes used for superheater and reheater in #3 Dangjin power plant boiler are needed regular inspection and management for safe and reliable operation of power plant.; In this study, we studied general material properties and mechanical properties of X20CrMoV12.1steel used for thermal power plant boiler tubes of #5 Ulsan and #3 Dangjin. We also evaluated degradation of tube through hardness test and metallurgical structure inspection. The discoloration and bulge of superheater and reheater tubes of #5 Ulsan and #3 Dangjin due to overheating were not observed in terms of appearance test. The result of thickness measurement showed that thickness reduction of tubes was observed from 0.1mm to 0.44mm. #5 Ulsan power plant has been operated over 30 years. Accordingly, we found severe degradation of tubes. But platen superheater and reheater tubes of #3 Dangjin were observed degradation of the initial step. Secondary superheater tubes of #5 Ulsan power plant are recommended to replace with new tubes as a result of degradation evaluation. On the order hand, heat resistant steel tubes used for superheater and reheater in #3 Dangjin power plant boiler are needed regular inspection and management for safe and reliable operation of power plant.