加強(qiáng)電站鍋爐鰭片式受熱面焊縫的監(jiān)督

【摘要】鰭片在鍋爐制造、安裝過程中主要起到的是連接受熱面和封閉爐膛的作用，2011年寧夏大壩發(fā)電有責(zé)任公司四臺(tái)（4×300MW）鍋爐由鰭片連接的水冷壁管和包墻過熱器管焊縫先后不同程度的發(fā)生了故障泄漏，通過對(duì)鰭片連接焊縫泄漏的檢驗(yàn)分析，從而找出泄漏原因，并提出防范措施和改進(jìn)的建議和意見，進(jìn)而為機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行提供有利的對(duì)策，從而為提高機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)效益提供可靠的保障。

【關(guān)鍵詞】加強(qiáng)；受熱面管；鰭片焊縫；監(jiān)督

1、鍋爐結(jié)構(gòu)概況

大壩發(fā)電有責(zé)任公司Ⅰ、Ⅱ期四臺(tái)鍋爐4×300MW都是由北京鍋爐廠引進(jìn)美國(guó)BW（巴布科爾·威爾科克斯）有限公司生產(chǎn)的300MW-1025/18.3—M型亞臨界參數(shù)，自然循環(huán)、固態(tài)排渣、平衡通風(fēng)，中間一次再熱式汽包爐.水冷壁采用模式鰭片結(jié)構(gòu)，由鋼管和扁鋼制成，鋼管φ60×7.5mm，材質(zhì)20G，過熱器系統(tǒng)由頂棚過熱器、包墻過熱器、一級(jí)過熱器和二級(jí)過熱器組成，其中包墻過熱器由φ42×5材質(zhì)15CrMo，采用模式鰭片結(jié)構(gòu)沿爐墻布置。

2、鰭片焊縫的泄漏

2011年4月1日#3鍋爐在運(yùn)行中水冷壁泄漏，停爐檢查發(fā)現(xiàn)北側(cè)墻水冷壁標(biāo)高15米前向后第22根管與連接管的鰭片焊縫裂開導(dǎo)致第23根管吹漏造成故障停機(jī). #1鍋爐2011年12月12日在運(yùn)行中過熱器出現(xiàn)泄漏，停爐檢查發(fā)現(xiàn)爐南側(cè)包墻過熱器由爐后至爐前標(biāo)高49.6米第34根管的鰭片焊縫裂開爆管導(dǎo)致第35根和第36根管均被泄漏的介質(zhì)吹刷減薄并將周圍的一級(jí)過熱器13根管吹刷減薄。

3、泄漏焊縫的檢驗(yàn)

3.1宏觀檢驗(yàn)

#3鍋爐的水冷壁泄漏點(diǎn)位于兩節(jié)管子對(duì)接焊縫的旁邊，長(zhǎng)20mm寬10mm，由寬變窄，鰭片厚度為5mm，管子對(duì)接焊縫未發(fā)現(xiàn)表面缺陷，管壁無減薄，兩管連接焊縫采用單面焊，此焊縫不是原始安裝焊縫，是2008年水冷壁部分管段更換施工單位所焊。

#1鍋爐南側(cè)包墻焊縫爆口長(zhǎng)220mm，開口最寬處10mm，爆口前后管徑值為47mm，爆口邊緣厚5.2mm，爆口邊緣呈邊，爆口邊緣無焊接損傷現(xiàn)象。第34根爆口處與第35根之間連接鰭片焊縫采用單面焊，焊縫根部有兩處焊瘤，此焊縫不是制造安裝焊縫，鰭片厚度為5mm，并且在鰭片中間焊接一塊鋼板，爆口長(zhǎng)度與鰭片長(zhǎng)度相等，鋼板厚度為20 mm。焊口上部母材硬度HBW=145，鰭片焊縫硬度HBW=181，焊口下部母材硬度HBW=142。

3.2組織檢驗(yàn)

對(duì)事故管進(jìn)行金相組織的檢驗(yàn)分析，取樣位置距爆口300～600mm。

#3鍋爐水冷壁管的金相組織為鐵素體+珠光體，珠光體呈帶狀分布，組織正常。

#1鍋爐包墻過熱器管金相組織為鐵素體+珠光體，組織正常。

3.3金相組織及性能結(jié)果分析

從以上金相組織檢驗(yàn)結(jié)果來看，無論是水冷壁管，還是包墻過熱器管，它們材質(zhì)的組織經(jīng)過運(yùn)行一定的時(shí)間后金相組織沒有發(fā)生太大的變化，屬正常組織范圍。#1鍋爐包墻過熱器管的母材硬度和焊縫硬度也在規(guī)定范圍之內(nèi)，性能也沒有太大的變化，未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。從以上檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，幾次鰭片焊縫的開裂泄漏，均不屬于管材的組織老化和性能的劣化而造成的。

4、鰭片焊縫泄漏的原因分析

4.1從宏觀檢驗(yàn)和金相組織檢驗(yàn)分析，#3鍋爐水冷壁管設(shè)計(jì)材質(zhì)的性能和組織均在正常范圍，鰭片焊縫泄漏的原因主要是由于2008年在水冷壁部分管段更換時(shí)，施工方在焊接鰭片時(shí)采用的是單面焊，兩根管對(duì)接焊縫原RT檢驗(yàn)為Ⅰ級(jí)焊縫，不排除在焊縫檢驗(yàn)誤區(qū)和鰭片焊接過程中，存在氣孔、夾渣、根部未焊透、咬邊等缺陷，經(jīng)過長(zhǎng)期的高溫腐蝕和氣流沖刷而泄漏，最終導(dǎo)致泄漏停機(jī)事故。

4.2#1鍋爐包墻過熱器管從以上兩者檢驗(yàn)分析看，設(shè)計(jì)材質(zhì)的組織和性能沒有發(fā)生太大的變化，不屬于材質(zhì)組織過熱、老化而發(fā)生的泄漏。由于鰭片焊縫在焊接時(shí)焊接工藝不規(guī)范（采用單面焊），2005年在更換一級(jí)過熱器時(shí)作為單軌吊的承力固定點(diǎn)，鰭片5mm，焊接板20mm，在起吊重物的過程中，受到交變應(yīng)力的作用，導(dǎo)致管材與鰭片焊縫發(fā)生疲勞，經(jīng)過長(zhǎng)期高溫運(yùn)行，最終導(dǎo)致焊縫爆裂而發(fā)生泄漏事故。

4.3綜上所述，導(dǎo)致鰭片式受熱面焊縫泄漏的主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）焊接時(shí)，焊接工藝不規(guī)范，有些部位由于焊接位置等原因采取單面焊。

（2）鰭片焊接時(shí)，焊縫存在氣孔、夾渣、未焊頭，咬邊、以及焊瘤等焊接缺陷，經(jīng)過長(zhǎng)期高溫腐蝕、氣流沖刷、磨損。

（3）在檢修、改造或更換受熱面管排時(shí)，未進(jìn)行強(qiáng)度校核或未按有關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，在相關(guān)的管排或設(shè)備上焊接起吊固定點(diǎn)或承重支撐點(diǎn)，是焊縫承受交變應(yīng)力，經(jīng)過長(zhǎng)期高溫運(yùn)行而發(fā)生開裂事故，導(dǎo)致泄漏故障停機(jī)。

5、防范措施

（1）焊接時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行焊接操作技術(shù)規(guī)范，根據(jù)焊規(guī)規(guī)定進(jìn)行施焊。

（2）焊接時(shí)，提高焊接質(zhì)量，防止和減少氣孔、夾渣、未焊透、咬邊、以及焊瘤等焊接缺陷的產(chǎn)生，避免由于焊接缺陷的存在導(dǎo)致的焊縫泄漏。

（3）機(jī)組啟停時(shí)根據(jù)規(guī)程規(guī)定進(jìn)行操作，嚴(yán)格控制升溫和冷卻速度，用自然冷卻方式降溫，以免焊縫產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變。

（4）在檢修、改造受熱面時(shí)，需要設(shè)置起吊固定點(diǎn)和承重支撐點(diǎn)時(shí)，最好在外部單獨(dú)設(shè)置起吊固定點(diǎn)和承重支撐點(diǎn)，否則須進(jìn)行強(qiáng)度校核。經(jīng)常檢查力系的平衡，以免爐墻或焊縫受力。

（5）加強(qiáng)煤質(zhì)監(jiān)督和運(yùn)行調(diào)整，防止高溫應(yīng)力腐蝕和磨損。

6、結(jié)束語(yǔ)

受熱面鰭片焊縫的焊接量大，造成檢驗(yàn)工作量就大，不能做到百分之百檢驗(yàn)，因此存在焊接缺陷漏檢，一直以來在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)受熱面鰭片焊縫的監(jiān)督檢測(cè)方面就是一個(gè)破弱環(huán)節(jié)，只能依靠焊工的焊接技能和責(zé)任心保證焊接質(zhì)量。作為監(jiān)督檢驗(yàn)部門應(yīng)重視鰭片焊縫的監(jiān)督力度，采取有效的檢測(cè)手段，減少和杜絕此類事故的發(fā)生，保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。