機(jī)組鍋爐產(chǎn)品安裝檢測(cè)中典型質(zhì)量問(wèn)題的分析及建議

駱國(guó)防

(國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437)

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機(jī)組鍋爐產(chǎn)品安裝檢測(cè)中典型質(zhì)量問(wèn)題的分析及建議

駱國(guó)防

(國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437)

根據(jù)《電力工業(yè)鍋爐壓力容器安全監(jiān)察規(guī)定》和DL/T 647-2004 《電站鍋爐壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》的規(guī)定，新建機(jī)組均要進(jìn)行安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)。根據(jù)多年來(lái)對(duì)新建機(jī)組鍋爐產(chǎn)品安裝的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，介紹了其在安裝檢測(cè)中常出現(xiàn)的典型質(zhì)量問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行分析，最后提出了合理的改進(jìn)建議。

鍋爐；部件；分析與建議

電力設(shè)備的制造質(zhì)量直接關(guān)系到新建機(jī)組能否按期發(fā)電和投產(chǎn)后能否安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。根據(jù)《電力工業(yè)鍋爐壓力容器安全監(jiān)察規(guī)定》和DL/T 647-2004 《電站鍋爐壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，所有新建的機(jī)組均要進(jìn)行產(chǎn)品制造質(zhì)量的安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)。鍋爐壓力容器制造質(zhì)量的安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)，是指產(chǎn)品在出制造廠后、在電廠基建安裝前的這一階段所進(jìn)行的檢驗(yàn)，并且是在制造廠已對(duì)鍋爐產(chǎn)品質(zhì)量的安全性能做出保證的基礎(chǔ)上，由業(yè)主方委托有檢驗(yàn)資質(zhì)的第三方檢驗(yàn)單位對(duì)鍋爐承重、承壓設(shè)備和壓力容器進(jìn)行的監(jiān)督檢驗(yàn);其目的是為業(yè)主方把好產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)，杜絕有安全隱患的設(shè)備投入到新建的機(jī)組設(shè)備運(yùn)行中去而給電廠、電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

1　電廠鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)

電廠鋼結(jié)構(gòu)，主要是指鍋爐鋼結(jié)構(gòu)。其主要包括：各垂直平面支撐、水平支撐、鍋爐爐頂支吊平面，各樓層平臺(tái)、通道、扶梯以及其他所需的支承結(jié)構(gòu)。垂直支撐平面由鋼柱和柱間支撐組成，分別沿鍋爐深度方向布置。通常，鋼柱以及垂直支撐的H型鋼的鋼結(jié)構(gòu)，一般不會(huì)出現(xiàn)大的質(zhì)量問(wèn)題。比較容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的是1 000 MW機(jī)組的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)，尤其是在以下結(jié)構(gòu)的焊縫中：① 用于支撐爐頂鋼架、輔鋼架和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的端封板焊縫；② 用于直接懸吊鍋爐本體的對(duì)接焊縫端面；③ 用于支撐所有操作平臺(tái)的柵格、管道和設(shè)備等的焊縫。

1.1常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

(1) 對(duì)于用于支撐爐頂鋼架、輔鋼架和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的端封板焊縫(見(jiàn)圖1)以及用于直接懸吊鍋爐本體的對(duì)接焊縫端面，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，常選用表面磁粉檢測(cè)。

圖1　端封板焊縫示意

經(jīng)過(guò)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的比對(duì)，選取出2張典型的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)缺陷照片，如圖2所示。

圖2　某端封板焊縫、大板梁對(duì)接焊縫缺陷示例

(2) 對(duì)于用于支撐所有操作平臺(tái)的柵格、管道和設(shè)備等的焊縫,根據(jù)新建機(jī)組鍋爐壓力容器制造質(zhì)量的安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)的相關(guān)規(guī)定，其一般不屬于產(chǎn)品制造質(zhì)量的安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)范圍之內(nèi)；因此，很多鋼結(jié)構(gòu)制造廠一般不對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，即使抽檢，也是制造廠自己的質(zhì)量部門執(zhí)行，且檢測(cè)要求相對(duì)比較寬松，尤其是在執(zhí)行無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方面不是很嚴(yán)格。鑒于此，第三方檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)一般會(huì)對(duì)其主焊縫按照一定比例進(jìn)行重點(diǎn)抽查檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷，再根據(jù)情況擴(kuò)大檢測(cè)比例，直到滿足相關(guān)規(guī)程和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為止。

現(xiàn)場(chǎng)選取檢驗(yàn)檢測(cè)部位的原則：根據(jù)輔鋼結(jié)構(gòu)受力情況及現(xiàn)場(chǎng)宏觀檢驗(yàn)結(jié)果，對(duì)關(guān)鍵受力部位和應(yīng)力集中部位的焊縫進(jìn)行表面滲透檢測(cè)。經(jīng)對(duì)滲透檢測(cè)，輔鋼結(jié)構(gòu)支撐板角焊縫缺陷示例如圖3所示。

圖3　輔鋼結(jié)構(gòu)支撐板角焊縫缺陷示例

1.2分析與建議

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的典型質(zhì)量問(wèn)題，筆者通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制造廠的設(shè)計(jì)、設(shè)備、管理、質(zhì)檢、生產(chǎn)制造等部門的工作流程的了解，認(rèn)為產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的主要原因有以下幾個(gè)方面：① 主鋼結(jié)構(gòu)鋼柱端封板工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)；② 焊接工藝及焊接工人技術(shù)存在問(wèn)題；③ 鋼結(jié)構(gòu)制造廠對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及電廠對(duì)設(shè)備安全的重要性認(rèn)識(shí)不夠，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一樣。

基于以上分析，提出如下建議：① 在工藝設(shè)計(jì)方面，對(duì)用于支撐爐頂鋼架、輔鋼架和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的端封板四個(gè)角加開(kāi)鎖孔工藝，從而有效釋放焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力集中；② 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)焊接情況修改焊接工藝，焊工現(xiàn)場(chǎng)電焊時(shí)要注意收弧，防止收弧不當(dāng)而產(chǎn)生的弧坑裂紋；③ 鋼結(jié)構(gòu)制造廠應(yīng)根據(jù)客戶或者業(yè)主方的要求，根據(jù)電力行業(yè)的特點(diǎn)，執(zhí)行電力行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2　集箱檢測(cè)

2.1常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

根據(jù)前述兩規(guī)定及規(guī)程關(guān)于集箱內(nèi)容的規(guī)定，對(duì)集箱檢驗(yàn)檢測(cè)的內(nèi)容有：① 資料及圖紙文件的見(jiàn)證；② 對(duì)省煤器集箱、水冷壁集箱、分配集箱、再熱器集箱和過(guò)熱器集箱進(jìn)行外觀檢查；③ 材料檢查；④ 壁厚測(cè)量；⑤ 硬度測(cè)量；⑥ 焊縫檢查等。由于現(xiàn)場(chǎng)客觀條件、技術(shù)人員水平、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等多種因素的綜合影響，比如焊接工藝執(zhí)行存在偏差和難度、人眼目力不及等，在集箱內(nèi)、外壁及管座角焊縫內(nèi)很容易產(chǎn)生重皮、凹坑、夾層、根部未焊透、焊偏、裂紋等缺陷與問(wèn)題，加上缺陷的產(chǎn)生位置比較隱蔽，且相當(dāng)一部分不屬于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗(yàn)檢測(cè)范圍，所以對(duì)這些缺陷及問(wèn)題很容易疏忽，從而給機(jī)組的安全運(yùn)行預(yù)留安全隱患。在此，選取在某新建1 000 MW超超臨界機(jī)組的安裝檢驗(yàn)中(使用某型號(hào)內(nèi)窺鏡檢測(cè))發(fā)現(xiàn)的二再集箱的缺陷(見(jiàn)圖4)為例，說(shuō)明其常見(jiàn)的問(wèn)題。

圖4　二再集箱焊縫根部缺陷示例

2.2分析與建議

經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、焊接工藝規(guī)范、現(xiàn)場(chǎng)工作條件的查閱和了解，集箱樁頭管根部焊縫產(chǎn)生未熔合、內(nèi)凹及裂紋的主要原因有以下幾方面：① 管座內(nèi)壁結(jié)構(gòu)空間小、封底焊縫偏移，造成集箱與樁頭管對(duì)口時(shí)存在一定的偏差，容易產(chǎn)生未焊透或者根部未熔合等缺陷；② 焊工技術(shù)人員水平參差不齊，對(duì)焊接工藝規(guī)范的執(zhí)行存在偏差。

因此，除了加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的責(zé)任心及提高其操作技術(shù)水平外，對(duì)一些檢測(cè)出來(lái)不影響設(shè)備安全的缺陷應(yīng)進(jìn)行打磨處理；對(duì)于性質(zhì)比較嚴(yán)重的缺陷比如裂紋等，則應(yīng)拔掉該樁頭管，并按原焊接工藝規(guī)范重新焊接，在條件允許的情況下對(duì)整個(gè)集箱進(jìn)行焊后熱處理。對(duì)于有延遲裂紋傾向的材料，要經(jīng)過(guò)不低于焊后24 h的冷卻，并根據(jù)質(zhì)量管理和規(guī)范要求，按照一定比例進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)抽查，直至該設(shè)備完全滿足出廠條件。

3　受熱面和鍋爐本體管子檢測(cè)

3.1常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

鍋爐壓力容器的受熱面和鍋爐本體管子經(jīng)常會(huì)存在以下質(zhì)量問(wèn)題。

(1) 表面外觀缺陷：受熱面的管排、散管、集箱設(shè)備和管子表面部位等容易存在裂紋、壓扁、分層、機(jī)械凹坑、劃痕、熱校、焊口偏折、彎曲等缺陷；制造安裝與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不相符，偶爾存在管排管子反接出廠、變短、脆性斷裂等問(wèn)題。

(2) 材料用錯(cuò)：用34 W手提式驗(yàn)鋼鏡對(duì)過(guò)熱器、再熱器、省煤器、水冷壁管子、管夾等的材料進(jìn)行光譜現(xiàn)場(chǎng)抽查復(fù)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，制造廠偶爾會(huì)存在材料用錯(cuò)的問(wèn)題。

(3) 通球試驗(yàn)不過(guò)關(guān)：部分管子會(huì)產(chǎn)生通球通不過(guò)的現(xiàn)象。

圖5是卡塊和受熱面集箱管排焊縫宏觀檢查中發(fā)現(xiàn)的缺陷及其處理的圖片。

圖5　卡塊和受熱面集箱管排焊縫宏觀檢查中發(fā)現(xiàn)的缺陷及其處理

3.2分析與建議

產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因主要有：① 在制造、運(yùn)輸、起吊、安裝現(xiàn)場(chǎng)等各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生了磕碰、擠壓等；② 工作人員責(zé)任心不強(qiáng)。

因此，在制造廠要增加各個(gè)環(huán)節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、抽查比例；應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量體系建設(shè)和質(zhì)量控制，嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制度。

4　結(jié)語(yǔ)

新建機(jī)組的鍋爐承重、承壓設(shè)備和壓力容器

等產(chǎn)品制造質(zhì)量的安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的一些質(zhì)量問(wèn)題是容易解決的，但同時(shí)也是經(jīng)常被忽視的，產(chǎn)生這些質(zhì)量問(wèn)題的原因主要有工作人員對(duì)質(zhì)量體系、質(zhì)量控制流程的理解不夠、責(zé)任感不夠等。因此，制造廠如果能從這些方面進(jìn)行改進(jìn)，完全能夠在出廠前杜絕這些問(wèn)題的發(fā)生。

Analysis and Suggestions of the Typical Quality Problems in the Installation Testing of Boiler Product

LUO Guo-fang

(State Grid Shanghai Electric Power Research Institute,Shanghai 200437,China)

The components which were found to be easy to fail during the test are chosen under the guidelines of The Code of Safety Evaluation of Boiler and Pressure Vessel for Electric Industry and DL/T 647-2004 The Test Procedure of Power Station Boiler and Pressure Vessel,and based on our long time field testing experience,the quality problems of these components are analyzed and the reasonable suggestions are proposed.

Boiler;Component;Analysis and suggestion

2016-02-22

駱國(guó)防(1972-)，男，高級(jí)工程師，無(wú)損檢測(cè)高級(jí)人員，長(zhǎng)期從事電網(wǎng)設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)及材質(zhì)分析。

駱國(guó)防，E-mail: luogf@sh.sgcc.com.cn。

10.11973/wsjc201608016

TG115.28

B

1000-6656(2016)08-0065-03