封 俊，楊曉勇，杜新宏，楊國祥

(云南省特種設(shè)備安全檢測研究院，云南 昆明 650228)

電站鍋爐的改造和重大修理是特種設(shè)備安全監(jiān)管的重要環(huán)節(jié)之一?！跺仩t安全技術(shù)規(guī)程》TSG11-2020規(guī)定了鍋爐改造和重大修理監(jiān)督檢驗的內(nèi)容和要求。國家有關(guān)監(jiān)管部門根據(jù)鍋爐的使用情況，也時時發(fā)布有關(guān)行政規(guī)章，進一步完善鍋爐改造和重大修理工作。本文通過梳理和總結(jié)，對電站鍋爐改造和重大修理監(jiān)督檢驗中應(yīng)注意的一些問題進行了探討，供大家參考[1]。

1 施工單位的資質(zhì)要求

《特種設(shè)備生產(chǎn)和充裝單位許可規(guī)則》TSG07-2019規(guī)定：鍋爐改造和重大修理，由取得相應(yīng)級別資格的鍋爐安裝單位或制造單位進行，不單獨進行許可[2]。

2 監(jiān)督檢驗的范圍和標準

監(jiān)督檢驗是在受檢單位自檢合格的基礎(chǔ)上，由國家市場監(jiān)督管理總局核準的具有相應(yīng)資質(zhì)的檢驗檢測機構(gòu)按照《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》的要求進行的符合性監(jiān)督抽查，一是抽查涉及安全性能項目的質(zhì)量是否符合《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》的基本安全要求，二是抽查受檢單位涉及安全性能的各環(huán)節(jié)的控制是否符合質(zhì)量管理體系的要求?！跺仩t安全技術(shù)規(guī)程》對鍋爐改造和重大修理的定義、范圍和要求做出了明確的規(guī)定。

2.1 鍋爐改造

鍋爐改造是指鍋爐本體受壓元(部)件或者燃燒方式發(fā)生改變的行為。通俗講，增加或減少鍋爐受熱面或改動受壓部件，就是改造；燃燒方式發(fā)生變化(如層狀燃燒改變?yōu)槭胰嫉?，也為改造。如果鍋爐使用的燃料發(fā)生改變，燃燒方式?jīng)]改變，不屬于改造。

2.2 重大修理

1)A級鍋爐(額定工作壓力≥3.8 MPa)重大修理的情形：①更換集中下降管、減溫器、鍋筒和啟動(汽水)分離器及補焊其主焊縫(縱向、環(huán)向)；②整組受熱面更換，數(shù)量>50%；③更換集箱、管道和管件，其外徑>273 mm；④補焊大板梁主焊縫；⑤更換液(氣)體燃料燃燒器。

2)B級及以下鍋爐(額定工作壓力<3.8 MPa)重大修理的情形：①更換、挖補筒體、封頭、管板和集箱等主要受壓元件的；②受熱面管子更換數(shù)量>10%的(分類為水冷壁、對流管束、過熱器、省煤器等)，且≥10根；③直流鍋爐整組受熱面更換；④更換液(氣)體燃料燃燒器。

2.3 標準

電站鍋爐改造和重大修理質(zhì)量控制按《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第2部分：鍋爐機組》DL5190.2-2019、《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第5部分：管道及系統(tǒng)》DL5190.5-2019、《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》DL/T869-2012和《火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程》DL/T819-2019等國家標準、行政規(guī)章、安全技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標準進行[3]。

3 監(jiān)督檢驗中應(yīng)注意的問題

3.1 改造和重大修理的技術(shù)要求

取得相應(yīng)級別資格的鍋爐安裝單位或制造單位一般都建立了相應(yīng)的質(zhì)量保證體系和工藝文件體系，但每臺鍋爐改造和重大修理的情況不一樣，項目各不相同，因此，還要根據(jù)有關(guān)規(guī)定和現(xiàn)場情況制定相應(yīng)的技術(shù)方案。

鍋爐改造和重大維修技術(shù)方案由監(jiān)督檢驗機構(gòu)按《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》的要求審查；更換的承壓部件，其設(shè)計文件需經(jīng)鑒定，制造單位應(yīng)持有相應(yīng)鍋爐(部件)制造許可證，并經(jīng)監(jiān)督檢驗；現(xiàn)場彎管由具有相應(yīng)資格的鍋爐維修改造單位進行。

改造設(shè)計及技術(shù)要求：1)改造設(shè)計工作由有相應(yīng)資質(zhì)的鍋爐制造單位進行；2)不得提高鍋爐的額定工作壓力；3)方案中應(yīng)有必要的計算資料、設(shè)計圖樣和施工技術(shù)方案等，必要時校核安全附件、輔助裝置和水處理措施等。

修理技術(shù)要求：1)修理更換的受壓元件不得低于原設(shè)計要求；2)不得帶壓或鍋水溫度較高時修理；3)鍋筒挖補和補焊前，進行焊接工藝評定，補板形狀應(yīng)規(guī)則；4)不得用貼補的方法修理；5)應(yīng)力腐蝕、蠕變、疲勞缺陷，修理時用更換或挖補的方法；6)修理熱處理的受壓元件時，焊接后參照原熱處理工藝進行熱處理。

3.2 焊接質(zhì)量的控制

焊接質(zhì)量的控制是保證鍋爐改造修理質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)，關(guān)系到鍋爐的安全運行。常見問題有：未編制焊接工程一覽表或一覽表中檢驗檢測項目或比例不符合要求。

焊接工程一覽表由施工單位焊接技術(shù)員根據(jù)鍋爐修理改造圖紙、施工方案進行編制。一覽表是施工單位編制工藝文件、準備工裝設(shè)備和檢驗檢測儀器的主要參考依據(jù)之一，也是進行焊縫定位和溯源的主要資料。焊接工程一覽表一般包括下列內(nèi)容：部件名稱、材料牌號(包括材料執(zhí)行標準)、材料規(guī)格、焊縫數(shù)量、受壓元件焊接方式、熱處理、無損檢測方法及比例(包括無損探傷焊縫抽查數(shù)量)、理化檢測項目(光譜檢測、硬度檢測、金相檢驗等)及比例，該表是動態(tài)變化的，要進行跟蹤，直到焊接和檢驗檢測工作結(jié)束。

3.3 受熱面管子的改造修理質(zhì)量

水冷壁、對流管束、過熱器、再熱器、省煤器等受熱面管子的改造修理工作占電站鍋爐改造修理項目的90%以上，其質(zhì)量問題常出現(xiàn)在錯口值(錯邊量)和對口偏折度(直線度)不符合規(guī)定，其次管排平整度、管子間距控制不好也會影響修理改造質(zhì)量。

《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第2部分：鍋爐機組》規(guī)定：1)管子錯口值(錯邊量)應(yīng)≤10%壁厚，且≤1 mm。2)管子對口偏折度(直線度)應(yīng)≤1 mm。3)受熱面管子組合件管排平整度、管子間距的允許偏差：①水冷壁、包墻管過熱器組合件的平整度允許偏差：光管 5 mm，鰭片管 5 mm；②過熱器、再熱器組件的允許偏差：管排平整度應(yīng)≤20 mm，管排間距5 mm，邊緣管與外墻間距 5 mm；③省煤器組件的允許偏差：組件寬度和邊緣管與外墻間距 5 mm；④頂棚管過熱器管的平整度允許偏差為 10 mm，管子間距應(yīng)均勻。

《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：1)管子錯口值(錯邊量)應(yīng)≤10%壁厚，且≤1 mm；2)焊接角變形：管徑D<100 mm，應(yīng)≤2 mm。

《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：1)受熱面管子外徑DW<159 mm 時，管子(異種鋼除外)相鄰焊縫中心間距應(yīng)≥管子2DW；2)管子焊縫中心距鍋筒、集箱外壁、管子彎曲起點、支吊架邊緣應(yīng)≥50 mm，A級鍋爐應(yīng)≥70 mm(異種鋼除外)。

3.4 電站鍋爐范圍內(nèi)的管道修理改造質(zhì)量

電站鍋爐范圍內(nèi)的管道及流量計(殼體)、減溫減壓組合裝置、工廠化預(yù)制管段等組合裝置應(yīng)經(jīng)制造監(jiān)督檢驗合格；管件按鍋爐部件出廠，應(yīng)經(jīng)監(jiān)督檢驗合格；管件按壓力管道元件出廠，應(yīng)實施型式試驗；鋼管、閥門、補償器等壓力管道元件應(yīng)實施型式試驗；鍋爐制造單位設(shè)計的電站鍋爐范圍內(nèi)管道，設(shè)計文件應(yīng)進行鑒定；由具有相應(yīng)級別壓力管道設(shè)計資質(zhì)單位設(shè)計時，要有火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計經(jīng)歷。常見問題：1)設(shè)計文件未鑒定；2)流量計(殼體)、減溫減壓組合裝置無監(jiān)督檢驗證書；3)理化檢測項目(光譜檢測、硬度檢測、金相檢驗)比例不夠等。

《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第5部分：管道及系統(tǒng)》規(guī)定：1)管道錯口值(錯邊量)：單面焊應(yīng)≤10%壁厚，且≤1 mm；雙面焊應(yīng)≤10%焊件厚度，且≤3 mm，2)焊接角變形折口允許偏差：管道DN<100時，2 mm；管道DN>100時，3 mm。3)管道焊縫位置：①焊縫中心距離彎管起點應(yīng)≥管道DW，且應(yīng)≥100 mm(定型管除外)；②管道DN≤500，相鄰焊縫中心間距應(yīng)>管道直徑D，且應(yīng)≥150 mm；管道DN>500，相鄰焊縫中心間距應(yīng)≥500 mm；③管道焊縫中心距支吊架邊緣應(yīng)>50 mm；管道熱處理焊縫中心距支吊架邊緣應(yīng)>100 mm。

《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：1)管道錯口值(錯邊量)應(yīng)≤10%壁厚，且≤4 mm；2)焊接角變形：a)管徑D<100 mm，應(yīng)≤2 mm；b)管徑D≥100 mm，應(yīng)≤3 mm。

《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》規(guī)定管道直段相鄰焊縫中心間距L：1)管道DW<159 mm 時，L≥2DW。2)管道DW≥159 mm 時，L≥300 mm；結(jié)構(gòu)不能滿足時，焊縫熱影響區(qū)不應(yīng)重合，且L≥50 mm。3)管道焊縫中心距鍋筒、集箱外壁、支吊架邊緣應(yīng)>100 mm。

3.5 無損探傷

無損探傷是鍋爐改造和重大修理質(zhì)量和鍋爐安全運行的重要檢測方法；常見問題有：無損探傷比例不夠。

外徑DW>159 mm 或者壁厚≥20 mm 的集箱、管道和其他管件的環(huán)向?qū)雍缚p應(yīng)進行100%射線或超聲檢測；管子或管道與無直段彎頭的對接焊縫應(yīng)進行100%射線或超聲檢測。

外徑DW≤159 mm 的集箱、管道、管子環(huán)向?qū)雍缚p(受熱面管子接觸焊除外):1)A級鍋爐(壓力≥3.8 MPa)：工作壓力≥9.8 MPa，應(yīng)進行100%射線或超聲檢測(施工工地：接頭數(shù)的50%)；工作壓力<9.8MPa，應(yīng)進行50%射線或超聲檢測(施工工地，接頭數(shù)的25%)。2)B級鍋爐(壓力<3.8MPa)：應(yīng)進行10%射線檢測。

A級鍋爐鍋筒、集箱上，外徑DW>108 mm 的全焊透角焊縫，應(yīng)進行100%超聲檢測；其它管接頭的角焊縫應(yīng)進行表面檢測，比例應(yīng)≥20%其接頭數(shù)。

受壓元件焊縫挖補修理應(yīng)進行100%無損檢測；堆焊修理，應(yīng)進行表面無損檢測，同時還應(yīng)符合《火力發(fā)電廠鍋爐汽包焊接修復(fù)技術(shù)導(dǎo)則》DL/T 734的有關(guān)技術(shù)規(guī)定；高合金鋼受壓元件的改造和重大修理，必要時還應(yīng)進行無損探傷抽查。

外購件：1)合金鋼主蒸汽管、再熱蒸汽管和導(dǎo)入蒸汽管按同規(guī)格根數(shù)的20%進行超聲波檢測；2)合金鋼彎頭和彎管外弧面按同規(guī)格抽取數(shù)量的10%進行無損檢測；3)合金鋼三通以及變徑管按10%進行表面無損檢測和超聲波檢測，同規(guī)格≥1件；4)工作溫度>400 ℃，且規(guī)格≥M32的螺栓逐根進行超聲波檢測；5)工作溫度≥400 ℃ 同規(guī)格合金鋼閥門殼按20%進行無損檢測，同規(guī)格≥1件。

3.6 熱處理

焊后熱處理是保證焊接質(zhì)量的工藝之一。確定熱處理的范圍，做到有的放矢，既保證焊接質(zhì)量，又減少不必要的工作量。熱處理在受壓元件焊接工作全部結(jié)束經(jīng)檢驗合格后進行。

熱處理的范圍：1)壁厚>30 mm 的碳素鋼管道、管件的對接焊縫；2)其他經(jīng)焊接工藝評定需進行焊后熱處理的焊件；3)冷、熱成形變形區(qū)材料性能發(fā)生變化以及使用條件等因素需要熱處理的；4)異種鋼焊接焊縫的焊后熱處理按照《火力發(fā)電廠異種鋼焊接技術(shù)規(guī)程》DL/T 752-2010的規(guī)定執(zhí)行；5)奧氏體不銹鋼管，采用奧氏體焊接材料，其焊接焊縫不宜進行焊后熱處理；6)耐熱鋼管、管件和壁厚>20 mm 的普通低合金鋼管道。具備下列條件不需焊后熱處理(焊接用氬弧焊或低氫型焊條，焊前預(yù)熱及焊后適當(dāng)緩慢冷卻)：a)壁厚≤10 mm 或管徑≤108 mm，15 CrMo的管子；b)壁厚≤8 mm 或管徑≤108 mm，12Cr1MoV、12Cr2Mo的管子；c)壁厚≤6 mm 或管徑≤63 mm，12Cr2MoWVTiB的管子；d)壁厚≤8 mm，07Cr2MoW2VNbB的管子。

熱處理后不應(yīng)在受壓元件上焊接其它元件，若不能避免時，同時滿足下列條件下可不再熱處理：1)元件為碳錳鋼或碳素鋼；2)角焊縫的計算厚度應(yīng)≤10 mm；3)用評定合格的焊接工藝；4)角焊縫做100%表面探傷且合格。

3.7 合金鋼理化檢測

電站鍋爐特別是大型電站鍋爐使用的材料大部分是合金鋼，國家有關(guān)規(guī)程和標準規(guī)定了合金鋼材料及其焊材在施焊前和施焊后要進行光譜檢測分析，合金鋼外購件及其熱處理后應(yīng)做硬度檢測；常見問題有：1)光譜分析、硬度檢測比例不夠；2)光譜分析、硬度檢測報告中沒有定位具體的檢測焊口位置(或編號)；3)硬度檢測只檢測了焊縫硬度值，未檢測焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)和母材的硬度值。

《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第2部分：鍋爐機組》規(guī)定：合金鋼材料應(yīng)符合鍋爐技術(shù)文件的要求，組裝前應(yīng)進行光譜分析，在明顯部位做出標識，改造修理結(jié)束后應(yīng)核對標識。

《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：耐熱鋼部件焊后應(yīng)對焊縫進行光譜分析復(fù)檢。復(fù)檢比例如下：1)受熱面管子焊縫應(yīng)≥10%，不符時，應(yīng)對該批焊縫進行100%復(fù)查；2)其他管子及管道的I類焊縫應(yīng)進行100%復(fù)查。監(jiān)督檢驗光譜分析抽查時，應(yīng)當(dāng)包括焊縫及兩側(cè)合金鋼材質(zhì)[4]。

《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：A級鍋爐熱處理后的焊接接頭應(yīng)硬度檢測，易出現(xiàn)熱處理異常的高合金鋼應(yīng)針對每種材料和其焊接接頭(受熱面管子除外)進行硬度抽查，抽查部位包括焊縫、焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)和母材，抽查比例應(yīng)≥10%。

《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第5部分：管道及系統(tǒng)》規(guī)定了合金鋼管及其組成件到貨的檢驗要求：1)合金鋼管組成件及其支吊架應(yīng)逐件光譜復(fù)查，并做標記。2)合金鋼主蒸汽管、再熱蒸汽管和導(dǎo)入蒸汽管：a)同規(guī)格抽取30%進行硬度檢測，每種規(guī)格至少抽查1根；b)同規(guī)格抽取10%進行金相組織檢驗，每爐批次至少抽查1根。3)合金鋼管件(彎頭和彎管及鍛制、熱壓、焊制三通以及變徑管)：a)逐件光譜檢查；b)硬度檢驗；c)同規(guī)格抽取數(shù)量的10%進行金相組織檢驗，同一規(guī)格≥1件。4)合金鋼墊片應(yīng)做光譜檢驗。5)緊固件：a)工作溫度>400 ℃，且規(guī)格≥M32的螺栓、螺母逐根進行硬度檢測，合金鋼螺栓、螺母逐根光譜檢驗；b)工作溫度>400 ℃，且規(guī)格>M32的螺栓應(yīng)進行金相組織抽查，每種材料、規(guī)格的螺栓抽檢數(shù)量≥1件；c)墊圈應(yīng)做光譜檢驗，硬度檢測參照a。6)閥門：合金鋼閥門殼體應(yīng)逐件進行光譜檢驗；低合金鋼按數(shù)量的10%進行硬度檢測，10%Cr鋼制殼體按數(shù)量的50%進行硬度檢測。

3.8 水壓試驗

鍋爐受壓元件經(jīng)改造或重大修理后應(yīng)當(dāng)進行外觀檢驗、通球試驗、無損檢測、熱處理、理化檢測(光譜分析、硬度檢測、金相檢驗)，必要時還應(yīng)當(dāng)進行水(耐)壓試驗，試驗用水質(zhì)應(yīng)符合相關(guān)行業(yè)標準要求，水壓試驗合格標準應(yīng)符合《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》和相關(guān)技術(shù)標準的規(guī)定。亞臨界(16.7 MPa≤p<22.1 MPa)及以上電站鍋爐的主蒸汽管道和再熱蒸汽管道水壓試驗按《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第5部分：管道及系統(tǒng)》的要求進行。

4 其他

小型自備電站、熱電聯(lián)產(chǎn)、垃圾焚燒發(fā)電、余熱利用(水泥工業(yè)窯頭窯尾爐、硫磺制酸、硫鐵礦制酸、煉鐵廠)等低壓(p<3.8 MPa)、中壓(3.8 MPa≤p<5.3 MPa)、次高壓(5.3 MPa≤p<9.8 MPa)發(fā)電鍋爐，其結(jié)構(gòu)、用材、工況等與電站鍋爐相類似，改造和重大修理、監(jiān)督檢驗應(yīng)按電站鍋爐有關(guān)標準的要求進行[5]。

5 結(jié)語

電站鍋爐的改造及重大修理一般都處于搶修狀態(tài)，施工現(xiàn)場環(huán)境惡劣，時間緊，任務(wù)重，前期準備工作應(yīng)協(xié)調(diào)溝通好，人力資源、工藝文件、施工設(shè)備和材料應(yīng)準備充分，這樣才能按質(zhì)、按量、按時做好鍋爐的改造、重大修理和監(jiān)督檢驗工作。另外，國家有關(guān)部門根據(jù)科學(xué)技術(shù)的進步和工作實際情況，會修訂相關(guān)標準和發(fā)布行政規(guī)章，工作中要加強關(guān)注。