亞臨界CFB鍋爐安裝監(jiān)督檢驗(yàn)中應(yīng)重視的環(huán)節(jié)

夏紅偉，陳 雷，王義廂，蔡 斌

(安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院，安徽 合肥 230051)

1 概述

在能源與環(huán)境的雙重壓力下，循環(huán)流化床(CFB)鍋爐得到了快速的發(fā)展。我國現(xiàn)有不同容量的CFB鍋爐3 000多臺(tái)，投入商業(yè)運(yùn)行的CFB鍋爐機(jī)組超過90 000 MW。截至目前，已投運(yùn)的300 MW亞臨界CFB鍋爐機(jī)組達(dá)到40多臺(tái)，已投運(yùn)與在建的此類機(jī)組總和則達(dá)到了100多臺(tái)。由此可以預(yù)見，CFB鍋爐將會(huì)在我國得到更好的發(fā)展。

為了加強(qiáng)對(duì)鍋爐安裝過程的監(jiān)督管理，規(guī)范鍋爐安裝監(jiān)督檢驗(yàn)工作，保證鍋爐的安全運(yùn)行，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了TSG G7001-2004《鍋爐安裝監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》。該規(guī)則詳細(xì)地規(guī)定了如何實(shí)施鍋爐的監(jiān)督檢驗(yàn)，對(duì)正確指導(dǎo)安裝監(jiān)督檢驗(yàn)工作有極其重要的意義。結(jié)合檢驗(yàn)規(guī)則，分析亞臨界CFB鍋爐安裝監(jiān)督檢驗(yàn)工作中容易忽略但是需要重視的幾個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)提高鍋爐安裝整體質(zhì)量具有重要的意義。

2 亞臨界CFB鍋爐安裝安全性能的監(jiān)督檢驗(yàn)

2.1 鍋爐鋼架安裝質(zhì)量監(jiān)檢

鋼架基礎(chǔ)質(zhì)量的好壞直接影響鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此要仔細(xì)審核鋼架的基礎(chǔ)定位和定期沉降觀察記錄。鋼架中使用的扭剪型高強(qiáng)螺栓一經(jīng)安裝后，嚴(yán)禁動(dòng)火切割其梅花頭，同時(shí)連接副的抗滑移系數(shù)要確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。對(duì)鋼架中變形的梁、柱進(jìn)行校正時(shí)， 應(yīng)注意溫度， 防止出現(xiàn)冷脆及過熱現(xiàn)象。

2.2 鍋爐零部件材料的管理、材質(zhì)監(jiān)檢

對(duì)鍋爐零部件材料的管理重點(diǎn)，應(yīng)放在焊材庫管理、烘干、發(fā)放、回收等環(huán)節(jié)的監(jiān)控上。要仔細(xì)核查各節(jié)點(diǎn)的數(shù)量是否相符，重點(diǎn)監(jiān)控安裝單位自購材料的管理，以及安裝現(xiàn)場受監(jiān)控零部件的光譜標(biāo)識(shí)和安裝前的檢驗(yàn)。安裝單位對(duì)受監(jiān)控的合金鋼材料的零部件要進(jìn)行100 %光譜檢驗(yàn)，一般使用不同的油漆對(duì)不同的合金鋼材料進(jìn)行標(biāo)識(shí)；在現(xiàn)場檢查時(shí)，監(jiān)檢人員根據(jù)所檢部位的標(biāo)色就可以知道是何種材料。同時(shí)，監(jiān)檢人員也可方便地對(duì)焊工所用的焊材進(jìn)行檢查。

安裝檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)特別注意管材和焊接材料的混料問題以及異種鋼焊接問題。鍋爐的工作參數(shù)高，對(duì)承壓部件材料的要求也苛刻，用錯(cuò)一種材料可能對(duì)整個(gè)部件的安全造成嚴(yán)重的后果，輕則給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，重則會(huì)造成人員傷亡。因此，鍋爐安裝過程中對(duì)合金材料的材質(zhì)分析尤為重要。在安裝合金鋼材料前進(jìn)行光譜分析檢查，可有效杜絕制造及安裝過程中的混料現(xiàn)象。

2.3 焊接過程的監(jiān)檢

對(duì)焊接過程進(jìn)行監(jiān)督時(shí)，首先應(yīng)核查焊工的作業(yè)資格證、所用焊接材料是否符合要求、焊條筒是否保溫、操作是否按規(guī)范進(jìn)行，尤其要經(jīng)常檢查焊工的焊條筒內(nèi)是否有多種不同型號(hào)的焊條。仔細(xì)檢查合金鋼材料的焊縫收弧部位，特別是新型耐熱馬氏鋼和奧氏體不銹鋼。由于這兩者可焊性較差，若發(fā)現(xiàn)其收弧凹坑內(nèi)有線性條紋時(shí)， 應(yīng)對(duì)其進(jìn)行打磨，以檢查是否有弧坑裂紋。

新材料焊接時(shí)對(duì)焊接接頭的要求有以下4點(diǎn)：

(1) 焊縫金屬化學(xué)成分應(yīng)與所焊接的母材基本一致；

(2) 焊縫金屬的強(qiáng)度應(yīng)與所焊接的母材相當(dāng)；

(3) 焊縫金屬的組織與所焊接的母材相當(dāng)；

(4) 焊縫金屬應(yīng)具有一定的韌性儲(chǔ)備。

為了保證亞臨界鍋爐的安裝質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)安裝過程的金屬監(jiān)督，主要的監(jiān)督手段有以下5個(gè)：

(1) 檢查焊接工藝和焊接工藝評(píng)定文件；

(2) 監(jiān)督焊接工藝執(zhí)行、焊接材料管理、焊接檢驗(yàn)比例及檢驗(yàn)質(zhì)量等；

(3) 對(duì)合金鋼管材按比例進(jìn)行光譜分析抽查；

(4) 對(duì)集箱、管道、受熱面安裝焊縫進(jìn)行外觀檢查；

(5) 對(duì)管子、管道對(duì)接焊縫進(jìn)行無損探傷抽查和硬度抽查。

采用超聲波測(cè)厚和探傷時(shí)，應(yīng)注意不同材料的聲速變化，保證檢測(cè)的準(zhǔn)確度和靈敏度。一些大管徑高合金鋼管道彎頭經(jīng)過熱處理后，應(yīng)檢查其背弧硬度是否能滿足要求。

對(duì)那些裸露在CFB鍋爐煙風(fēng)道的高灰濃度區(qū)域的金屬部件(包括水冷壁管屏)，應(yīng)當(dāng)盡可能做到光滑、平整，這樣既可以減輕磨損，增加金屬結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也有利于流場的穩(wěn)定性和均勻性。鍋爐的膜式管屏焊接時(shí)容易產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力，特別是在鰭片中產(chǎn)生的橫向裂紋，在以后的運(yùn)行中會(huì)慢慢擴(kuò)展到管子中，最后造成管子的破裂。因此，對(duì)CFB鍋爐的管屏鰭片焊縫，應(yīng)重點(diǎn)檢查其是否有裂紋，必要時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行表面探傷。

2.4 射線檢測(cè)底片質(zhì)量和評(píng)定質(zhì)量的監(jiān)檢

在射線探傷底片質(zhì)量方面，普遍存在的問題主要有：標(biāo)記不齊、暗室處理質(zhì)量和底片的黑度不符合要求等。其中，對(duì)深度對(duì)比試塊的選用及擺放的要求普遍未給予足夠重視，給底片評(píng)定過程中對(duì)內(nèi)凹、未焊透、根部咬邊等缺陷的準(zhǔn)確評(píng)定帶來了一定的困難。

底片評(píng)定方面存在的主要問題基本上可以歸納為如下2類。

(1) 對(duì)重要缺陷的性質(zhì)評(píng)定有誤。如，監(jiān)督檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的根部未熔合，經(jīng)常被評(píng)定為未焊透或根部咬邊而未予返修。

(2) 對(duì)缺陷的定量不準(zhǔn)確。如圓形缺陷的長徑大于壁厚的1/2時(shí)，未評(píng)定為Ⅳ級(jí)；底片上存在多處缺陷時(shí)，評(píng)定級(jí)別所選的部位不是缺陷最嚴(yán)重的部位；圓形缺陷與條形缺陷綜合評(píng)級(jí)時(shí)，選擇的區(qū)域不是缺陷最嚴(yán)重的部位。

2.5 管道焊接監(jiān)檢

部分管道母材管件為三通式，經(jīng)過焊接方式連接，由于兩焊接件之間的壁厚不一樣，在焊縫附近形成各種各樣的凸臺(tái)。根據(jù)調(diào)查的情況得知，焊接管道因焊縫表面凸臺(tái)較小，凸臺(tái)與焊縫距離較近，使無損探傷(如X射線和超聲波探傷等)不能正常進(jìn)行探測(cè)工作。根據(jù)焊縫的具體要求與標(biāo)準(zhǔn)，有條件進(jìn)行超聲波探傷的，應(yīng)最大限度地進(jìn)行超聲波探傷查驗(yàn)。對(duì)無法進(jìn)行X射線、超聲波探傷的部分，應(yīng)采用表面磁粉探傷對(duì)焊縫表面及其附近表面的質(zhì)量進(jìn)行查驗(yàn)，最大限度確保焊縫的最終質(zhì)量合格。同時(shí)，對(duì)過熱器再熱器系統(tǒng)的疏放水、放空氣管路加強(qiáng)光譜分析抽查，防止用錯(cuò)管子。

2.6 鍋爐的膨脹監(jiān)檢

金屬材料的熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力相當(dāng)大，必須保證鍋爐各部件能按設(shè)計(jì)的預(yù)定方向自由膨脹。監(jiān)督檢驗(yàn)人員在進(jìn)入鍋爐安裝現(xiàn)場前，應(yīng)對(duì)所監(jiān)檢鍋爐的膨脹系統(tǒng)有深入了解，確認(rèn)各部位膨脹位置是否滿足要求，特別是各集箱兩端與立柱的間距能否滿足其膨脹量的要求，以及過熱器、再熱器蛇形管排與尾部受熱面和阻流板的間隙是否滿足膨脹要求，防止在鍋爐的運(yùn)行中發(fā)生碰磨現(xiàn)象。

2.7 澆筑料施工質(zhì)量監(jiān)檢

CFB鍋爐耐火澆筑料的施工與保養(yǎng)，直接關(guān)系到鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。耐火澆筑料施工時(shí)，抓釘?shù)臄?shù)量和分布方式十分關(guān)鍵。抓釘直接影響耐火澆筑材料與剛性材質(zhì)之間的牽制和依托關(guān)系，在受到應(yīng)力集中影響時(shí)，還會(huì)影響基體材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，在鍋爐安裝過程中發(fā)現(xiàn)抓釘脫落時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求補(bǔ)焊。在澆筑料施工過程中，由于受到澆筑料固化時(shí)間的要求，很多施工不能嚴(yán)格地按照致密的耐火基體材料強(qiáng)度要求進(jìn)行有效的氣力或機(jī)械的夯實(shí)，造成澆筑料整體或局部的空隙率過高，容易在以后烘爐、運(yùn)行過程中產(chǎn)生茺皮、錯(cuò)位甚至嚴(yán)重的剝落和塌陷故障，直接影響材料的附著力和致密性。

2.8 保溫質(zhì)量監(jiān)檢

應(yīng)對(duì)高溫管道支吊桿處、彎頭處及穿墻處的保溫質(zhì)量進(jìn)行重點(diǎn)檢查。這些部位保溫質(zhì)量不好時(shí)，雨水可直接滲至高溫管道的外表面，產(chǎn)生巨大的溫差應(yīng)力，大大加快部件失效的速度。

3 結(jié)束語

主要對(duì)亞臨界CFB鍋爐安裝安全性能的監(jiān)督檢驗(yàn)(包括對(duì)安裝單位質(zhì)量管理體系運(yùn)轉(zhuǎn)情況的監(jiān)督和安裝質(zhì)量的現(xiàn)場檢驗(yàn))中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，總結(jié)了在鍋爐安裝監(jiān)督檢驗(yàn)過程中需要引起重視的幾個(gè)環(huán)節(jié)。這些問題對(duì)鍋爐的安裝質(zhì)量和之后的運(yùn)行性能存在危害和安全隱患，監(jiān)督檢驗(yàn)人員需要重點(diǎn)監(jiān)督，并對(duì)鍋爐的安裝質(zhì)量提出更高的要求。

1 李 斌，李建鋒，呂俊復(fù)，等．我國大型循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀[J]．鍋爐技術(shù)，2012，43(1)．

2 TSG G7001-2004．鍋爐安裝監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則[S].北京：中國計(jì)量出版社，2004．