火電廠金屬技術(shù)監(jiān)督應(yīng)注意的問題分析

張東文，李中偉

(河北省電力研究院，石家莊 050021)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，火電建設(shè)正向著大容量、高效率的大機組方向發(fā)展，同時超期服役的機組也日漸增多。機組在設(shè)計、制造、安裝過程中出現(xiàn)的與金屬材料相關(guān)的問題，以及金屬材料老化、性能下降等因素引發(fā)了的安全事故，給火電廠造成較大的經(jīng)濟損失。金屬技術(shù)監(jiān)督可通過對受監(jiān)部件的檢驗和診斷，掌握設(shè)備的質(zhì)量情況，提高設(shè)備的安全運行可靠性。根據(jù)DL/T 438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》規(guī)定，火電廠基建和在役機組必須進行金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗。

1 壁厚測量應(yīng)注意的問題

a. 奧氏體鋼和T/P91、T/P92等新型馬氏體鋼管的壁厚測量不能采用以前常見碳鋼和低合金鋼的壁厚測量方式。由于奧氏體鋼晶粒比較粗大，而此類新型馬氏體鋼晶粒比較細小，超聲波測量壁厚時的聲速(奧氏體鋼聲速5 600～5 700 m/s；T/P91鋼、T/P92鋼聲速5 980～6 100 m/s)與普通耐熱鋼的聲速(5 900 m/s)有較大的差距，按常規(guī)普通耐熱鋼的方式測量壁厚就會產(chǎn)生較大的誤差。建議在測量此類奧氏體鋼和新型馬氏體鋼的壁厚前，應(yīng)準備相關(guān)尺寸的梯形試塊，調(diào)整鋼材聲速再進行測厚。

b. 按照GB 5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》標準生產(chǎn)的管子，根據(jù)交貨方式不同，壁厚可分為公稱壁厚和最小壁厚，壁厚應(yīng)根據(jù)標準確定；按ASME標準生產(chǎn)的(TUBE)管子，不允許有負偏差，而(PIPE)公稱管則負偏差不得大于12.5%。在役機組進行壁厚測量時，特別是機爐外管的壁厚測量，必須提供測厚結(jié)論。對于鍋爐廠設(shè)計的管子，一般在圖紙或強度計算書中提供了管子的最小壁厚，當所測管子壁厚不小于最小壁厚時，此管子就能滿足使用要求。如所測量的管子不能提供理論計算壁厚時，必須通過查圖紙等方法，獲知此管子的相關(guān)參數(shù)，依據(jù)相關(guān)標準進行強度校核，再給出相應(yīng)結(jié)論。

2 硬度檢驗應(yīng)注意的問題

2.1 高溫螺栓硬度檢驗

對于高溫螺栓的硬度檢驗，常見的問題是直徑較大、質(zhì)量較大的高溫螺栓無法或不方便送到試驗室進行布氏硬度檢驗?；痣姀S一般對直徑小于90 mm或質(zhì)量小于5 kg的高溫螺栓送到試驗室檢驗，其它采用里氏硬度計進行現(xiàn)場硬度檢驗，這時由于高溫螺栓直徑較大、質(zhì)量較重，無法保證整個螺栓的熱處理質(zhì)量，經(jīng)常導(dǎo)致螺栓的硬度檢驗發(fā)生較大偏差。在現(xiàn)場檢驗過程中發(fā)現(xiàn)在汽輪機缸上采用的20CrlMo1VNbTiB螺栓的兩端硬度偏差較大，有時甚至超過100 HBW。因此，對高溫螺栓硬度檢驗進行硬度檢驗時，應(yīng)要求整條螺栓所有部位硬度不均勻偏差不得超過30 HBW[1]。

2.2 管道或集箱的硬度檢驗

在發(fā)電機組安裝前的安全性能檢驗過程中，經(jīng)常遇到對四大管道和集箱進行硬度檢驗的問題，此時，檢驗人員通常利用DL/T 869-2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》或DL/T 752-2001《火力發(fā)電廠異種鋼焊接技術(shù)規(guī)程》來驗證焊接接頭的熱處理效果。對于管道硬度超標與否沒有引起足夠重視，特別是高合金馬氏體鋼P91、P92等，因此，建議對于9%～12%Cr系列鋼制造的管道和集箱按照DL/T 438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》進行硬度檢驗，重視硬度的不均勻問題，對于硬度超標或不均勻的，應(yīng)重新進行熱處理。

3 檢驗委托單制度的建立

目前火電廠檢修時，常常在檢修前制定金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗大綱，特別是大修時更要依據(jù)DL/T 438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》制定詳細的技術(shù)監(jiān)督檢驗大綱。在實際檢修過程中，檢修部門通常會根據(jù)監(jiān)督檢驗大綱和檢修進度安排，及時安排準備工作，當條件具備時通知監(jiān)督檢驗部門進行檢驗。為提高金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗的效率，建議在監(jiān)督檢驗前填寫檢驗委托單，這樣既可以約束檢驗配合部門按要求開展準備工作，也可以約束檢驗部門及時進行金屬檢驗并反饋檢驗結(jié)果，委托單應(yīng)包括所檢驗金屬部件的詳細細節(jié)、要求檢驗的項目，以及檢驗條件是否具備等內(nèi)容。

4 缺陷通知單的提交和管理

金屬技術(shù)監(jiān)督是為了檢驗受檢部件是否存在超標缺陷或異常。發(fā)現(xiàn)超標缺陷后，應(yīng)及時向受檢火電廠提交缺陷通知單。對于一般性金屬缺陷，可在檢驗單位提交缺陷通知單后，由檢修部門進行處理；對于某部件存在比較大的缺陷或大比例缺陷時，應(yīng)由檢修部門制定處理方案，并由生產(chǎn)部門(或生產(chǎn)部門和監(jiān)理單位)審核。缺陷處理后，應(yīng)及時通知檢驗單位，進行缺陷封閉，在機組運行前將所有缺陷全部處理完成，保證檢修質(zhì)量。受檢部件金屬技術(shù)監(jiān)督的基本步驟,見圖1。

5 檢驗過程及結(jié)論應(yīng)依據(jù)的標準

金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗結(jié)束后應(yīng)提交檢驗結(jié)論。金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗一般包括工藝標準和質(zhì)量標準。工藝標準指導(dǎo)檢驗方法的具體操作程序，而質(zhì)量標準根據(jù)工藝標準所得出的結(jié)果及質(zhì)量分級標準得出結(jié)論。對于那些沒有質(zhì)量標準的金屬檢驗只能提供檢測結(jié)果。火電廠金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗常用標準見表1。

圖1 受檢部件金屬技術(shù)監(jiān)督的基本步驟

表1 火電廠金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗常用標準

6 金屬技術(shù)監(jiān)督與特種設(shè)備定期檢驗的關(guān)系

在小修或中修時，火電廠主要開展金屬部件的技術(shù)監(jiān)督檢驗，而在大修時除了對金屬技術(shù)監(jiān)督部件進行檢驗外，根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》還必須進行特種設(shè)備(主要指鍋爐、壓力容器)的定期檢驗。對于機組大修時進行金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗和特種設(shè)備定期檢驗，兩者之間是相輔相成的，必須處理好兩者的關(guān)系，應(yīng)注意以下事項[2]：

a. 火力發(fā)電廠機組大修前要根據(jù)機組情況制定詳細的檢修計劃，并經(jīng)當?shù)劐仚z部門和電廠鍋檢工程師共同審核確認；

b. 設(shè)立特種設(shè)備定期檢驗及金屬監(jiān)督檢驗項目部，統(tǒng)籌安排檢驗工作；

c. 檢驗實行委托單制度，保證金屬檢驗配合工作的合理開展；

d. 檢驗過程中發(fā)現(xiàn)缺陷，實行缺陷委托單及缺陷封閉單制度，保證所發(fā)現(xiàn)的缺陷能夠及時消除，保證部件的質(zhì)量；

e. 檢修實行監(jiān)理制度，可提高檢修效率，保證檢修質(zhì)量，特別是對于大面積更換爐管時；

f. 實行鍋檢簡報制度，以利于檢驗過程中發(fā)現(xiàn)問題的及時溝通和傳達，促進檢驗工作的開展。

7 結(jié)束語

金屬技術(shù)監(jiān)督是火電廠重要的監(jiān)督方式之一。通過金屬技術(shù)監(jiān)督減少了大量的事故，但常規(guī)監(jiān)督手段已不能滿足火電廠對安全、經(jīng)濟運行的要求，應(yīng)通過先進的技術(shù)對重要的金屬部件和超期服役機組進行壽命評估，對含缺陷的部件進行安全性評估，為機組的壽命管理和預(yù)知性檢修提供技術(shù)依據(jù)。

參考文獻：

[1] 張東文，徐富國，張 倫，等. 火力發(fā)電廠高溫螺栓檢驗探討[J]，熱力發(fā)電，2006(7)：68-69.

[2] 張東文，李中偉，李青松，等. 火電廠特種設(shè)備定期檢驗與金屬監(jiān)督檢驗工作探討[J]，河北電力技術(shù)，2009，28(5)：24-25.