喻小彪

（上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院，上海200240）

鍋爐正常運行及壽命很大程度上受鍋爐受熱面狀況所制約，為了減少鍋爐水壓試驗、168h試運行及鍋爐正常運行時受到受熱面管材缺陷，特別是管材裂紋影響，從受熱面鋼管制造廠出發(fā)，找出管材帶裂紋流入鍋爐制造企業(yè)的原因，找出解決辦法，從而有效地防止有缺陷的設(shè)備流入電廠。

1 案例

這里列出四個案例：

（1）某電廠1 000MW鍋爐水冷壁后墻蒸發(fā)屏 管 子 （SA213－T23，外 徑 44．5mm，壁 厚7．3mm）在水壓試驗時，發(fā)現(xiàn)管子因縱向裂紋而泄漏一處。裂紋離最近的焊縫為扁鋼與管子埋弧焊焊縫約18mm，離對接接頭150mm。

（2）某電廠1 000MW 鍋爐水冷壁鋼管（SA213－T23，外徑38．1mm，壁厚6．8mm）對接后工業(yè)電視檢查時，發(fā)現(xiàn)焊口附近管材裂紋。通過對尚未焊接的1 400多根管子用MT擴大檢查后發(fā)現(xiàn)，同規(guī)格管子有107根存在同樣缺陷，這些管子母材裂紋有一個共同特征：均出現(xiàn)在管端約200mm范圍以內(nèi)，除極個別能通過目視檢查發(fā)現(xiàn)外，其余均通過MT檢查發(fā)現(xiàn)。

（3）某電廠1 000MW 鍋爐省煤器蛇形管（SA210C，外徑42mm，壁厚6．5mm）在制造廠水壓試驗時，發(fā)現(xiàn)5根管子出現(xiàn)泄漏，泄漏部位在焊接外，或在管子端部未焊接處，其中一處未焊接管子端部縱向裂紋目視可見，該裂紋至少在坡口加工時極易被發(fā)現(xiàn)。

（4）某電廠1 000MW鍋爐二級再熱器管屏在MT檢查時，發(fā)現(xiàn)二級再熱器懸吊管（SA213－T91，外徑48mm，壁厚8mm）管壁裂紋缺陷，最終經(jīng)擴大檢查1 304處，共發(fā)現(xiàn)管壁裂紋51處，其中最長的一處達400mm，所發(fā)現(xiàn)裂紋均經(jīng)修磨后MT檢查發(fā)現(xiàn)，非肉眼可見。

2 缺陷產(chǎn)生的原因

2．1 案例1

案例1中管材經(jīng)過裂紋宏觀和微觀檢查（圖1～圖3）發(fā)現(xiàn)：

（1）由于裂紋產(chǎn)生部位距離最近的焊縫尚有18mm的距離，可以排除裂紋是由于焊接所引起的。

（2）裂紋1和裂紋2的裂縫中，從開始到尖端均始終充滿了黑色的固體夾雜物，顯然這些固體夾雜物不是后期氧化形成的，而是在熱軋或穿孔時卷入的，所以水冷壁后墻垂直段蒸發(fā)屏SA213－T23管材上的縱向裂紋屬于鋼管原材料缺陷。

圖1 裂紋處管子外部形貌 圖2 裂紋處管子內(nèi)部形貌

圖3 垂直于裂紋方向的截面形貌

2．2 案例2

案例2中的管材全是原材料，未經(jīng)焊接或熱加工，管材表面未見有明顯的擊打及變形痕跡，因此屬于典型的原材料缺陷。

2．3 案例3

對泄漏部位（見圖4）的管材進行取樣并做金相分析，發(fā)現(xiàn)它們具有一個共同特征：外壁到中心一段的裂紋兩邊的組織存在脫碳的現(xiàn)象，且晶粒沒有變形，而從中心某一段開始到內(nèi)壁的裂紋兩邊沒有脫碳現(xiàn)象，且晶粒存在變形，在焊接部位的裂紋也未向焊縫內(nèi)部延伸。從這些現(xiàn)象可以推斷：從外壁到中部某一點的裂紋為管子在鋼管廠制造過程中產(chǎn)生的開裂，而后一段開裂是隨后發(fā)生的裂紋擴展，這些屬于原材料缺陷的擴展。

2．4 案例4

管材裂紋部位離焊縫均較遠，管材表面也未見有明顯的擊打及變形痕跡，金相分析情況與案例1類似，因此也屬于典型的原材料缺陷。

圖4 省煤器管未焊端裂紋

3 管材帶裂紋流轉(zhuǎn)出廠的原因

以上4個案例涉及多個部件、多種材料，缺陷主要集中為鋼管端部200mm范圍內(nèi)的原材料裂紋，而且案例2及案例4中涉及裂紋管材數(shù)量較大，帶有普遍性。以上幾個案例中鋼管供貨廠家涉及大、中、小型鋼管廠，鍋爐制造企業(yè)采購協(xié)議中都有探傷盲區(qū)切除要求，且均派員駐鋼管廠進行驗收，而且鋼管廠對每根管材都進行過出廠檢驗。

但管材能帶裂紋進行流轉(zhuǎn)，有檢驗方面的問題，也有管理方面的問題。為了滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要，針對管材裂紋檢驗，鋼管廠通常都是通過目視檢驗、水壓試驗、自動無損檢測相結(jié)合的方式進行檢驗。眾所周知，目視檢驗僅能發(fā)現(xiàn)明顯的外表缺陷，而水壓試驗僅是一種致密性檢查試驗，不易檢測出非貫穿性裂紋。因此，以下就從人、機、法、環(huán)四個方面對無損檢測和質(zhì)量管理過程中影響管材質(zhì)量的因素進行分析。

3．1 人的因素

由于人的因素造成鋼管帶缺陷流轉(zhuǎn)，則表明人員資格或業(yè)務(wù)能力滿足不了制造或驗收要求。

人主要包括兩方面：一是鋼管廠無損檢測人員，另一是鍋爐制造企業(yè)派駐的檢驗人員。

鋼管廠自動無損檢測包括渦流探傷、超聲波探傷和漏磁探傷。由于這三種探傷方式均需要當場判定管材無損檢測結(jié)果，并根據(jù)判定結(jié)果作相應(yīng)處理后方能繼續(xù)正常流轉(zhuǎn)，因此其共同特點是持續(xù)高強度作業(yè)，需要有很強的臨場判斷能力，這對無損檢測人員專業(yè)素質(zhì)、經(jīng)驗要求較高，遇到問題時能正確處理，至少具有II級以上資格［1］和長期實踐經(jīng)驗。這樣規(guī)定只是因為他們具備足夠的專業(yè)素質(zhì)，能夠更好地按照程序要求執(zhí)行，遇到問題能更好地進行處理，從而減少因人員資質(zhì)不足而造成錯評或漏評。

對于鍋爐制造企業(yè)派駐鋼管廠的檢驗人員應(yīng)該具備較高的綜合素質(zhì)，雖然檢驗人員不一定需要相應(yīng)NDT II級及II級以上資格，但應(yīng)該具有一定的無損檢測方面的專業(yè)知識和能力；同時還需要熟悉被監(jiān)督檢測單位的鋼管制造過程的質(zhì)量管理體系，以便監(jiān)督鋼管廠質(zhì)量管理過程（含無損檢測過程）的執(zhí)行是否規(guī)范和有效。

對于鋼管廠無損檢測人員，他們一般都能滿足GB／T 9445—2008《無損檢測人員資格鑒定與認證》的相關(guān)規(guī)定；但鍋爐制造企業(yè)派駐鋼廠人員尚不能滿足上述要求，由于許多鍋爐制造企業(yè)受“零庫存”影響，駐廠檢驗人員更多關(guān)心的是所采購產(chǎn)品的供貨進度，而且由于多數(shù)鍋爐制造企業(yè)往往對其任務(wù)安排和工作細則沒有很詳細的規(guī)定，他們工作的側(cè)重點就會更多偏向于自己以往熟悉的工作技能和管理經(jīng)驗，而不是較為系統(tǒng)、全面的駐廠監(jiān)督和檢驗。

3．2 設(shè)備的因素

因為無損檢測設(shè)備檢測能力局限或設(shè)備處于非正常狀態(tài)運行易造成管材裂紋缺陷漏檢或錯檢。

設(shè)備檢測能力局限分兩種情況：一種是無損檢測設(shè)備陳舊、落后而無法檢出管材缺陷，說明該檢測設(shè)備檢測能力難以滿足生產(chǎn)需要，必須及時更新設(shè)備，并對該設(shè)備所檢管材采用手工無損檢測等其他方式進行抽查確認，以確保管材產(chǎn)品質(zhì)量；還有一種情況屬于端部探傷盲區(qū)，為了滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要，消除探傷盲區(qū)的最好辦法就是將盲區(qū)切除。對歷年來監(jiān)理過程中發(fā)現(xiàn)探傷盲區(qū)的案例統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)盲區(qū)缺陷的鋼管制造企業(yè)大多屬于中、小型鋼管廠，其生產(chǎn)設(shè)備相對落后，質(zhì)量管理體系不夠完善，質(zhì)量管理執(zhí)行的有效性相對薄弱，案例2的發(fā)生就是管端探傷盲區(qū)未被發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)后切除不徹底造成。

無損檢測設(shè)備非正常狀態(tài)主要有兩種：一種是尚未經(jīng)檢定合格的設(shè)備，這種設(shè)備使用前必須經(jīng)檢定合格，其配套使用的對比試驗也必須經(jīng)計量合格；另一種非正常狀態(tài)屬于無損檢測設(shè)備未按規(guī)定進行校驗或經(jīng)校驗發(fā)現(xiàn)不合格（含設(shè)備故障），自動無損檢測設(shè)備每次重新使用設(shè)備前都必須按操作程序的規(guī)定進行必要的調(diào)試，以確保對比試樣上的人工缺陷能夠被檢出，調(diào)試結(jié)束后按照相應(yīng)標準規(guī)定經(jīng)綜合性能測試合格后方可用于鋼管的無損檢測，開始使用后還須按照一定的頻次進行設(shè)備校驗（至少4h一次，但無論什么時候，只要有設(shè)備操作者更換及在生產(chǎn)檢測過程的始、末都要校驗［2－4］），以確保設(shè)備運行狀態(tài)良好方可正式用于管材探傷。

大量事實表明：生產(chǎn)和管理的實際操作過程中，經(jīng)常有操作人員為了滿足生產(chǎn)進度要求或圖省事，不嚴格按照規(guī)定要求進行校驗；校驗過程如發(fā)現(xiàn)需要重新校準設(shè)備時，則在校準后須對上次校驗檢查過后的所有鋼管重新進行探傷檢查，以確保兩次校驗之間無錯檢和漏檢的情況發(fā)生。

3．3 規(guī)定執(zhí)行中的影響因素

由程序、規(guī)定的影響因素造成管材帶缺陷流轉(zhuǎn)說明程序或規(guī)定不健全、不合理，操作者未按規(guī)定執(zhí)行或執(zhí)行效力打了折扣，這些包括鋼管廠的自身規(guī)定，也包括對鍋爐制造企業(yè)駐廠人員的監(jiān)督檢驗規(guī)定。

鋼管制造企業(yè)一般都有一套自己的質(zhì)量管理體系，其中對無損檢測設(shè)備的檢定、校驗、維護保養(yǎng)、標記移植、跟蹤流轉(zhuǎn)、不合格品控制、包裝、倉庫管理等一般都會作出相應(yīng)規(guī)定，指導相關(guān)人員按照規(guī)定執(zhí)行。隨著鋼管企業(yè)自動化程度和管理體系完善程度不同而不完全一致，但所有這些都需要人員去執(zhí)行，每個環(huán)節(jié)問題都有可能造成大量的、甚至系統(tǒng)性的管材缺陷漏檢、錯檢、合格品與不合格品的混淆等問題，例如設(shè)備檢定方法錯誤將可能直接導致檢定結(jié)果的失效，如果標記移植時爐批號等標記錯誤就會造成錯誤包裝、無法追溯等問題，流轉(zhuǎn)跟蹤就會出現(xiàn)漏檢，包括入廠無損檢測抽查。

鍋爐制造企業(yè)也應(yīng)對駐廠監(jiān)督檢驗人員在無損檢測、鋼管標識、包裝和流轉(zhuǎn)等過程的監(jiān)督檢驗時機、驗收要點、過程及方法、合格標準等作出規(guī)定，以便駐廠人員能及時、正確和有效地對自動無損檢測過程、鋼管流轉(zhuǎn)、標識、包裝過程等進行見證確認，以確保經(jīng)檢驗和驗收合格的產(chǎn)品能唯一性追溯的流轉(zhuǎn)至鍋爐制造企業(yè)，并做好相應(yīng)記錄和初步放行確認。

從案例2可知，鋼廠的渦流探傷存在管端盲區(qū)，是管端帶缺陷入鍋爐廠的原因之一。因此，在鍋爐廠檢驗環(huán)節(jié)，解決管端缺陷隨工序流轉(zhuǎn)的最直接的手段是在原材料入廠檢驗規(guī)則和標準中，針對鋼管廠的渦流探傷盲區(qū)，增加無損檢測（PT／MT）和人工目測抽查，但目前從國標、行標到企標都無相應(yīng)規(guī)定。

就管端問題而言，最主要是制度缺失，上述4個案例中，發(fā)生缺陷管子數(shù)量并不少，普通的無損檢測手段甚至個別人工目測就能輕易發(fā)現(xiàn)問題，這表明管子入廠檢驗環(huán)節(jié)存在程序性缺失問題，而且與管子流轉(zhuǎn)過程中管理不足也有關(guān)。進一步調(diào)查表明：4個案例中所涉及的鍋爐制造企業(yè)均未規(guī)定須對管子端部盲區(qū)切除進行入廠復驗，導致管子入廠后無法在驗收階段檢查和發(fā)現(xiàn)管材問題。

3．4 環(huán)境因素

溫度過高或過低，檢測現(xiàn)場灰塵較大，濕度過大等都可能直接影響到檢測設(shè)備的壽命或檢測結(jié)果；噪聲過大、光線不足會影響檢驗人員心情和合理的正確判斷；車間、倉庫的物料堆放現(xiàn)場“三區(qū)”的劃分不明，可能造成未經(jīng)檢驗合格甚至不合格物料的非預期流轉(zhuǎn)，或是混料。

4 建議

通過以上分析，建議鍋爐制造企業(yè)和設(shè)備監(jiān)理單位宜采用以下辦法：

（1）鍋爐制造企業(yè)應(yīng)制定專門的供方評審制度，選擇高質(zhì)量水平的管材合格供方，在供方評審時，在考察供方設(shè)備能力、供貨能力、技術(shù)水平、生產(chǎn)管理水平等的同時，應(yīng)著重考量供方質(zhì)量管理體系覆蓋的嚴密性和執(zhí)行的有效性；除了審查供方探傷盲區(qū)切除是否有相應(yīng)規(guī)定外，更應(yīng)確認相關(guān)操作人員是否有效按照規(guī)定執(zhí)行。

（2）一般鍋爐制造企業(yè)均有一套供方管理制度和原材料入廠驗收管理制度，多數(shù)都是按照ISO9001：2008及JB／T 3375—2002《鍋爐用材料入廠驗收規(guī)則》［5］要求制定的基本規(guī)定，以上4個案例中及其他許多同類案例中鍋爐制造企業(yè)均有派員駐鋼管廠對鋼管制造過程進行初步監(jiān)督檢驗，但很少對駐廠人員監(jiān)督檢驗做出具體規(guī)范，因此應(yīng)制定一套嚴密的駐廠人員監(jiān)督檢驗規(guī)范，對職責范圍、驗收標準、驗收對象、檢驗時機、檢驗要點、檢驗方法等作出規(guī)定，其中著重對制造和檢驗設(shè)備完好性、設(shè)備校驗、鋼管制作和檢驗過程的人員資格、鋼管廠質(zhì)量管理體系執(zhí)行的有效性進行監(jiān)督檢驗的相應(yīng)規(guī)定。

（3）鍋爐制造企業(yè)應(yīng)派出具有一定相關(guān)專業(yè)素質(zhì)的人員駐鋼廠進行檢查，以質(zhì)量監(jiān)督為主，派駐人員應(yīng)有豐富的質(zhì)量管理及無損檢測等方面的知識，必要時需在派駐前對其進行相關(guān)監(jiān)督檢驗規(guī)范的專業(yè)知識培訓，以便駐廠人員具備相匹配的業(yè)務(wù)知識和技能。監(jiān)督檢驗工作主要有：

①確認鋼管廠有完善的鋼管制造及其檢驗與試驗等相關(guān)的質(zhì)量管理體系文件，駐廠監(jiān)督檢驗人員特別應(yīng)關(guān)注檢驗與試驗方面、標記移植及跟蹤、技術(shù)協(xié)議中特殊要求是否在質(zhì)量管理文件中體現(xiàn)。

② 確認檢驗與檢測人員具有相應(yīng)資質(zhì)，特別是無損檢測人員。

③ 確認相關(guān)制造和檢驗設(shè)備為完好設(shè)備，且經(jīng)檢定合格、確認無損檢測等設(shè)備按照相關(guān)規(guī)定進行校驗，且合格、確認設(shè)備運行環(huán)境符合相關(guān)規(guī)定要求。

④ 確認質(zhì)量管理體系執(zhí)行的有效性，對各項檢驗和試驗過程執(zhí)行的規(guī)范性和有效性進行確認，確認技術(shù)協(xié)議中特殊要求得到有效落實，如有針對性地現(xiàn)場適度監(jiān)督確認鋼管廠管端探傷盲區(qū)切除已按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行；確認產(chǎn)品嚴格按照“三區(qū)”劃分進行堆放，不合格品得到有效隔離；確認鋼管產(chǎn)品在流轉(zhuǎn)過程中按照規(guī)定進行了正確、有效的標記移植，并對完工產(chǎn)品包裝入庫及出庫跟蹤過程進行監(jiān)督確認，做好監(jiān)督檢驗和初步驗收放行記錄。

（4）有針對性地制定鍋爐鋼管入廠驗收制度。應(yīng)制定嚴格的鍋爐鋼管入廠驗收制度，須審查鋼管駐廠檢驗員檢驗、驗收記錄，只有經(jīng)鋼管駐廠檢驗員初步驗收合格的同批次鋼管方可允許入廠。鍋爐受熱面鋼管入廠驗收一般按照JB／T 3375—2002《鍋爐用材料入廠驗收規(guī)則》執(zhí)行，但該標準未規(guī)定“通過MT、PT及目測檢驗鋼管的探傷盲區(qū)”等內(nèi)容，各鍋爐廠應(yīng)在企標中增補這一要求，從檢驗手段上采取根本性預防措施。

（5）進行統(tǒng)計分析，通過多種方式督促鋼廠提高技術(shù)和管理水平。

采用教育與懲罰相結(jié)合的辦法，首先根據(jù)供方評審、鋼管駐廠檢查、入廠驗收等匯總情況進行統(tǒng)計和分析，及時發(fā)現(xiàn)并協(xié)助各鋼管供方改進質(zhì)量管理體系，提高供貨管理能力，對管材供應(yīng)質(zhì)量不佳或不穩(wěn)定的供方，應(yīng)增加檢查比例，必要時加大懲罰力度，通過罰款、退貨、減少后期采購數(shù)量，甚至取消其合格供方資格及訴諸法律等多種方式相結(jié)合，使各供方提高自律，不斷加強管理，進行設(shè)備更新和技術(shù)革新，從源頭上控制好管材質(zhì)量。

（6）實行獎懲制度，將質(zhì)量檢驗中的自檢、互檢、專檢落到實處，避免類似案例3中肉眼可見的管端裂紋流轉(zhuǎn)至下道工序，甚至流轉(zhuǎn)至水壓試驗等情形發(fā)生。

（7）對于監(jiān)理單位來說，鑒于上述問題的頻繁發(fā)生，應(yīng)當把管子原材料的入廠復驗、下料納入檢查見證的重點，對原材料見證（含原材料質(zhì)量證明書審查、原材料表面質(zhì)量檢查及入廠復驗報告審查）設(shè)置H點，將原材料質(zhì)量證明書、入廠復驗報告與實物進行核對，對管材表面質(zhì)量進行檢查時重點檢查管端表面質(zhì)量，必要時輔以MT檢查，并在其后的下料切割、焊接等各個過程中，加大對相關(guān)工序檢查力度，以杜絕該問題在完工產(chǎn)品中發(fā)生，從而達到有效控制的作用。

5 結(jié)語

多個方面均有可能引起受熱面管材帶裂紋流轉(zhuǎn)入鍋爐制造企業(yè)甚至流入電廠，鍋爐制造企業(yè)應(yīng)該采用過程控制方法，更多從供方入手，并加強入廠驗收，形成常態(tài)化的監(jiān)督檢查習慣，結(jié)合代價較小的、成熟的檢驗技術(shù)手段，杜絕此類問題的再次發(fā)生，徹底改變當前質(zhì)量管理現(xiàn)狀，把工廠各項質(zhì)量管理程序、規(guī)范、要求落到實處，只有這樣才能確保產(chǎn)品質(zhì)量得到穩(wěn)定、有效地提高。

［1］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會．GB／T 9445—2008無損檢測人員資格鑒定與認證［S］．北京：中國標準出版社，2008．

［2］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會．GB／T 7735—2004鋼管渦流探傷檢驗方法［S］．北京：中國標準出版社，2004．

［3］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會．GB／T 5777—2008無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法［S］．北京：中國標準出版社，2009．

［4］國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局．GB／T 12606—1999鋼管漏磁探傷方法［S］．北京：中國標準出版社，2004．

［5］全國鍋爐標委會．JB／T 3375—2002鍋爐用材料入廠驗收規(guī)則［S］．北京：機械工業(yè)出版社，2002．