超（超）臨界電站鍋爐金屬監(jiān)督典型缺陷分析和探討

王國(guó)永，高俊杰（河北和邦能源科技有限公司，石家莊 050000）

超（超）臨界電站鍋爐金屬監(jiān)督典型缺陷分析和探討

王國(guó)永，高俊杰
（河北和邦能源科技有限公司，石家莊 050000）

隨著壓力、溫度參數(shù)的大幅度提高，對(duì)超（超）臨界電站鍋爐安裝過(guò)程中鍋爐的管道焊接、承壓部件安全性和可靠性提出了更高的要求，必須對(duì)焊接過(guò)程，焊材管理，預(yù)熱和熱處理工藝等因素嚴(yán)加控制，本文通過(guò)金屬監(jiān)督過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一些典型的缺陷進(jìn)行分析和探討來(lái)總結(jié)一下超（超）臨界電站鍋爐安裝過(guò)程中金屬監(jiān)督應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的一些問(wèn)題。

超（超）臨界電站鍋爐；金屬監(jiān)督；典型缺陷

1　引言

本公司承接某2×350MW超（超）臨界電站鍋爐安裝金屬監(jiān)督工作，本工程鍋爐焊口總數(shù)60970道，射線(xiàn)檢測(cè)31239道，一次返修焊口92道，超聲檢測(cè)24539道，一次返修焊口79道，光譜檢測(cè)696915點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)不符項(xiàng)12點(diǎn)，硬度檢測(cè)38160點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)不合格37點(diǎn)。

2　典型缺陷進(jìn)行分析總結(jié)

由于安裝過(guò)程中焊接、預(yù)熱及焊后熱處理、焊材等環(huán)節(jié)管理不規(guī)范，而導(dǎo)致安裝存在重大的質(zhì)量問(wèn)題，為了在以后的工作中避免這些情況再次發(fā)生，我們就本工程中發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)典型缺陷進(jìn)行分析總結(jié)：

（1）焊口根部氧化及成形不良。屏過(guò)出口至末過(guò)入口連接管，規(guī)格φ457×70，材質(zhì)SA-335P91，我檢測(cè)人員在對(duì)此焊口超聲波檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)根部有不良回波，本公司利用內(nèi)窺鏡對(duì)焊縫根部做進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)根部過(guò)度氧化，有內(nèi)凹缺陷，并有掛渣現(xiàn)象（見(jiàn)圖1）。經(jīng)過(guò)和焊接公司共同討論分析一致認(rèn)為是焊接過(guò)程中充氬保護(hù)不到位，導(dǎo)致過(guò)度氧化。

圖1

（2）焊材錯(cuò)用。頂棚管材質(zhì)為SA213T12，按照工藝要求，應(yīng)使用TIG-R30或相近化學(xué)成分和力學(xué)性能的焊絲，在對(duì)頂棚管焊縫光譜抽查時(shí)，發(fā)現(xiàn)3道焊縫焊材主要合金元素Cr:0.21%，Mo:0.2%，明顯低于DL/T819-2012中對(duì)T12材料主要元素的標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)焊工間互相借用焊絲導(dǎo)致焊材錯(cuò)用。

（3）硬度值超標(biāo)，焊后熱處理工藝不規(guī)范。高溫過(guò)熱器管排材質(zhì)SA-213T91，焊縫在地面組合，熱處理后對(duì)焊口進(jìn)行硬度抽查，發(fā)現(xiàn)個(gè)別焊口硬度超出母材硬度值100HB。分析原因?yàn)檎?個(gè)焊口同批進(jìn)行焊后熱處理，取樣測(cè)溫，加熱器采用串接方式，每個(gè)加熱器上的電流和加熱時(shí)間是一樣的，對(duì)加熱片的電阻值進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)最高和最底值相差40Ω，最高和最底值相差近20%，其他在用的加熱片也普遍存在這種現(xiàn)象，這樣就造成加熱器功率相差近20%，熱處理的溫度也就形成了嚴(yán)重的差異，導(dǎo)致硬度檢測(cè)不合格。

（4）射線(xiàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)p91焊縫裂紋（見(jiàn)圖2）。分析原因焊口兩側(cè)布置的熱電偶所測(cè)溫度并不能代表坡口面近內(nèi)壁區(qū)域溫度，焊接過(guò)程中也未采用其他測(cè)溫方式來(lái)測(cè)試，致使層間溫度未達(dá)到焊接工藝要求。

（5）返修的P91焊縫未經(jīng)二次熱處理，再次超聲波檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)有裂紋缺陷。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此焊縫第一次返修后未進(jìn)行高溫回火熱處理，P91鋼有冷裂紋傾向，未經(jīng)高溫回火處理不能確保焊縫中殘余氫及時(shí)逸出，產(chǎn)生冷裂紋。

（6）在熱段安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)坡口端面有開(kāi)口缺陷，經(jīng)滲透檢測(cè)確認(rèn)為分層缺陷，連續(xù)長(zhǎng)度320mm，深度5mm。（見(jiàn)圖2）。

圖2

（7）合金焊口未預(yù)熱但已打底焊接，焊口加熱片寬度不夠。

3　結(jié)論

在超（超）臨界電站鍋爐安裝過(guò)程中，我們認(rèn)為重點(diǎn)關(guān)注新型耐熱鋼（P91、P92等）的焊接、熱處理質(zhì)量，對(duì)焊材規(guī)范化管理，規(guī)范熱處理工藝，做好材質(zhì)復(fù)核、適當(dāng)引用新檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)，對(duì)設(shè)備缺陷要加強(qiáng)到貨設(shè)備檢查、檢測(cè)工作。

（1）改進(jìn)大徑管充氬保護(hù)工藝，確保充氬保護(hù)效果后方可投入應(yīng)用，在施工前進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的技能培訓(xùn)和專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)交底，對(duì)焊縫根部可能存在的缺陷有疑問(wèn)，條件允許時(shí)，采用內(nèi)窺鏡進(jìn)行復(fù)查。（2）對(duì)P91、P92等材料焊接第二層時(shí)采用小的焊接線(xiàn)能量。（3）安裝單位嚴(yán)格規(guī)范焊接材料的管理，檢測(cè)單位認(rèn)真進(jìn)行光譜復(fù)核工作，防止焊材錯(cuò)用情況發(fā)生。加強(qiáng)對(duì)到貨設(shè)備的檢查檢測(cè)工作，在管道安全前增加對(duì)管道端面缺陷的檢測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要擴(kuò)大檢查，并監(jiān)督消缺。（4）安裝單位應(yīng)綜合考慮壓縮工期后可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。（5）規(guī)范熱處理工藝，嚴(yán)格按照熱處理工藝施工。正確布置熱電偶，達(dá)到預(yù)熱溫度后，用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀器測(cè)溫，和熱電偶溫度比對(duì)，溫差不得大于15℃。串聯(lián)加熱熱處理時(shí)同批加熱器電阻值偏差控制在5%以?xún)?nèi)，并定期標(biāo)定電阻值，避免因老化等情況引起電阻值的變化。返修焊縫，在返修后二次復(fù)檢前要嚴(yán)格按照工藝進(jìn)行熱處理。（6）適當(dāng)采用TOFD、相控陣等新檢測(cè)技術(shù)對(duì)疑難缺陷進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)。

［1］DLT819-2010火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程.

［2］DLT869-2012 火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程.

［3］DL T438-2009 火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.063