李浩 張洪濤 朱學(xué)鋒

摘要：電站鍋爐質(zhì)量的好壞直接影響到鍋爐的質(zhì)量以及能否確保鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為確保電站鍋爐的安全性能，電站鍋爐產(chǎn)品的制造、安裝質(zhì)量尤其重要。在制造、安裝環(huán)節(jié)中，國家實(shí)行制造、安裝資格許可制度和產(chǎn)品安全性能強(qiáng)制監(jiān)督檢驗(yàn)制度，其中電站鍋爐產(chǎn)品安全性能及安裝監(jiān)督檢驗(yàn)是保證電站鍋爐安全性能的重要手段?；诖?，本文主要對(duì)電站鍋爐聯(lián)箱的缺陷檢驗(yàn)及修復(fù)進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐;聯(lián)箱缺陷檢驗(yàn);修復(fù)

1、鍋爐的基本情況及發(fā)現(xiàn)的缺陷

1.1鍋爐的基本情況

鍋爐型號(hào)：YG-410/9.8-M，鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量410t/h，鍋筒工作壓力11.28MPa，過熱蒸汽壓力9.8MPa，給水溫度227℃，過熱蒸汽溫度540℃，自然循環(huán)，投用日期1996年。

1.2鍋爐檢驗(yàn)及缺陷情況

檢驗(yàn)時(shí)我們重點(diǎn)對(duì)鍋爐的鍋筒、集箱、下降管、受熱面管子、四大管道進(jìn)行檢驗(yàn)。鍋爐的鍋筒重點(diǎn)檢驗(yàn)內(nèi)壁是否有腐蝕、裂紋等情況，汽水分離設(shè)備連接焊縫是否開裂，鍋筒上的安全閥、向空排汽閥、給水、加藥等管座是否存在裂紋缺陷，集中下降管的角焊縫是否存在缺陷等。集箱的管座焊縫是否存在裂紋，重點(diǎn)部位是安全閥的管座焊縫、對(duì)空排汽管座焊縫、減溫器的給水管座焊縫，主汽管道的高溫蠕變和彎頭部位的磨損情況等。

采用的主要檢測(cè)方法有：目視檢測(cè)、尺寸測(cè)量、無損探傷、金相檢測(cè)、硬度測(cè)量、厚度測(cè)試、內(nèi)窺鏡檢測(cè)等方法。根據(jù)超聲波探傷，發(fā)現(xiàn)鍋爐集汽聯(lián)箱的對(duì)空排氣管座根部?jī)?nèi)壁存在缺陷，根據(jù)產(chǎn)生的位置，判定為裂紋。

1.3產(chǎn)生缺陷原因

將管座割除后發(fā)現(xiàn)，聯(lián)箱開孔四周存在十幾條放射狀裂紋，有4條裂紋已經(jīng)裂透貫穿整個(gè)聯(lián)箱壁厚，在內(nèi)壁的張口尺寸大于外壁且長度長于外壁，表明裂紋從內(nèi)壁開始開裂。裂紋沿聯(lián)箱開孔徑向在外壁的最大尺寸為6mm，用反光鏡從內(nèi)壁觀察和用超聲波探傷檢查，內(nèi)壁多條裂紋沿管孔周圍擴(kuò)展長度約有30mm～50mm。初步分析產(chǎn)生裂紋的原因?yàn)樵撎幨荛_關(guān)對(duì)空排汽時(shí)交變溫度和交變應(yīng)力的影響。該處對(duì)空排汽閥門開關(guān)頻繁，閥座承受排汽時(shí)的反沖力，溫度交替升降，又產(chǎn)生溫差應(yīng)力。

聯(lián)箱和管座的材質(zhì)均為12Cr1MoVG，集汽聯(lián)箱的規(guī)格為Φ325mm×40mm，對(duì)空排汽管座的規(guī)格為Φ133mm×13mm。由于管孔開裂嚴(yán)重，而本次大修又不能對(duì)聯(lián)箱進(jìn)行更換，決定對(duì)該段聯(lián)箱進(jìn)行更換并更換管座，更換的聯(lián)箱短節(jié)與管座與原聯(lián)箱及管座材質(zhì)、規(guī)格均相同，并應(yīng)對(duì)其它管座進(jìn)行詳細(xì)檢查。

2、缺陷的焊接修復(fù)

2.1焊前準(zhǔn)備

①以對(duì)空排汽管孔外壁向左右相鄰導(dǎo)汽管外壁各1/2處為切割點(diǎn)，割除原聯(lián)箱短節(jié)，備換短節(jié)亦按此長度選取。更換的聯(lián)箱管段采用與原聯(lián)箱同樣材質(zhì)規(guī)格的鋼管，使用前進(jìn)行材質(zhì)分析、機(jī)械性能試驗(yàn)，參照J(rèn)B3375標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收合格方可使用。

②焊接嚴(yán)格執(zhí)行《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》DL/T869-2012（標(biāo)準(zhǔn)更新）標(biāo)準(zhǔn)。采用熱切割方法制備對(duì)接坡口，坡口形式見圖3，切割時(shí)需留出加工余量，然后用磨光機(jī)去處理淬硬層并修磨坡口表面。

③對(duì)聯(lián)箱短節(jié)端面、內(nèi)外壁進(jìn)行詳細(xì)檢驗(yàn)，不得有缺陷存在。機(jī)械加工排汽管管孔，機(jī)械清理管孔周圍，滲透檢驗(yàn)管壁及周圍無缺陷存在。坡口處母材應(yīng)無裂紋、重皮、損傷及毛刺等缺陷，滲透檢驗(yàn)沒有裂紋存在。每個(gè)焊口至少3處，且互呈120°角度分布。注意不得強(qiáng)力對(duì)口，其對(duì)口錯(cuò)邊量要小于1mm。

④焊工要持有質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門核發(fā)的特種設(shè)備焊工合格證書，并具有相應(yīng)材質(zhì)級(jí)別、規(guī)格及位置的合格項(xiàng)目。焊工焊前練習(xí)確認(rèn)合格后方能正式施焊。

⑤焊條和焊絲應(yīng)參照J(rèn)B3375標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行入廠檢驗(yàn)。焊絲在使用前需用紗布將表面清理干凈，焊條在使用前應(yīng)按規(guī)定要求進(jìn)行烘干，并放于保溫筒中帶入現(xiàn)場(chǎng)隨用隨取，所用的焊條要有質(zhì)量合格證書且存放年限不超過年，焊條重復(fù)烘干的次數(shù)不得超過2次。

⑥X7-400逆變焊機(jī)兩臺(tái)，氬弧焊設(shè)備兩套。電熱毯及加熱控制設(shè)備一套。焊前采用電阻加熱方式預(yù)熱250℃～300℃，并保持焊接過程中的層間溫度不低于該溫度。

2.2焊接工藝

①管座焊接

焊接方法為手工電弧焊，焊接材料為焊條選用R317，規(guī)格為Φ2.5mm、Φ3.2mm。焊條在使用前要經(jīng)過350℃×2h烘干，并放于保溫筒中帶入現(xiàn)場(chǎng)隨用隨取。焊接前采用電熱毯預(yù)熱聯(lián)箱焊接處，預(yù)熱溫度為200℃。焊接過程中嚴(yán)禁在非焊接處引熄弧。管座與聯(lián)箱的角焊縫其焊角高度要大于管座的壁厚，焊縫表面與管座表面形成的角度要保證焊角均勻，管端開V型坡口以利焊透，其焊縫表面圓滑過度。

②集箱管段對(duì)接

清理出坡口及其周圍15mm范圍內(nèi)油跡、銹污，直至露出金屬光澤。著色檢驗(yàn)沒有裂紋存在，點(diǎn)固不得少于3點(diǎn)，每點(diǎn)長度不少于20mm長。焊接方法為氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面。焊絲使用前將表面清理干凈，焊條在使用前要經(jīng)過350℃×2h烘干，并放于保溫筒中帶入現(xiàn)場(chǎng)隨用隨取。

焊接前采用電熱毯預(yù)熱聯(lián)箱焊接處，預(yù)熱溫度為200℃。焊接規(guī)范為：焊絲，電流70A～90A，氬氣流量9L/min～11L/min;Φ2.5mm焊條，電流80A～90A;Φ3.2mm焊條，電流90A～110A。焊接過程中焊工要嚴(yán)格自檢，焊接時(shí)兩名焊工對(duì)稱焊接，注意接頭質(zhì)量和清渣，收弧時(shí)要填滿弧坑，防止弧坑裂紋產(chǎn)生。焊后及時(shí)進(jìn)行熱處理，熱處理時(shí)的加熱寬度從焊縫中心線算起每側(cè)不小于150mm，恒溫時(shí)的保溫寬度每側(cè)不小于300mm。

3、結(jié)論與建議

①鍋爐上的排汽管座、安全閥座、噴水減溫器的給水管座等易于發(fā)生應(yīng)力集中的部位，檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查。

②下次小修時(shí)對(duì)該集箱修復(fù)短節(jié)焊縫要加強(qiáng)檢查，建議下次大修更換該聯(lián)箱。對(duì)鍋爐缺陷的修復(fù)，應(yīng)查明原因，執(zhí)行更為嚴(yán)格的修理工藝，修復(fù)時(shí)應(yīng)注意防止變形、應(yīng)力集中、裂紋等新缺陷的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜磊，楊俊保.電站鍋爐故障診斷技術(shù)的發(fā)展[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，26（6）：542-544.

[2]花偉.鍋爐混合智能故障診斷技術(shù)的研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué)，2006.

（作者單位：1青島市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院;2青島市電梯安全應(yīng)急和監(jiān)控中心）