電站鍋爐聯(lián)箱的缺陷檢驗及修復(fù)

李浩 張洪濤 朱學(xué)鋒

摘要：電站鍋爐質(zhì)量的好壞直接影響到鍋爐的質(zhì)量以及能否確保鍋爐安全經(jīng)濟運行。為確保電站鍋爐的安全性能，電站鍋爐產(chǎn)品的制造、安裝質(zhì)量尤其重要。在制造、安裝環(huán)節(jié)中，國家實行制造、安裝資格許可制度和產(chǎn)品安全性能強制監(jiān)督檢驗制度，其中電站鍋爐產(chǎn)品安全性能及安裝監(jiān)督檢驗是保證電站鍋爐安全性能的重要手段?；诖?，本文主要對電站鍋爐聯(lián)箱的缺陷檢驗及修復(fù)進行分析探討。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐;聯(lián)箱缺陷檢驗;修復(fù)

1、鍋爐的基本情況及發(fā)現(xiàn)的缺陷

1.1鍋爐的基本情況

鍋爐型號：YG-410/9.8-M，鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量410t/h，鍋筒工作壓力11.28MPa，過熱蒸汽壓力9.8MPa，給水溫度227℃，過熱蒸汽溫度540℃，自然循環(huán)，投用日期1996年。

1.2鍋爐檢驗及缺陷情況

檢驗時我們重點對鍋爐的鍋筒、集箱、下降管、受熱面管子、四大管道進行檢驗。鍋爐的鍋筒重點檢驗內(nèi)壁是否有腐蝕、裂紋等情況，汽水分離設(shè)備連接焊縫是否開裂，鍋筒上的安全閥、向空排汽閥、給水、加藥等管座是否存在裂紋缺陷，集中下降管的角焊縫是否存在缺陷等。集箱的管座焊縫是否存在裂紋，重點部位是安全閥的管座焊縫、對空排汽管座焊縫、減溫器的給水管座焊縫，主汽管道的高溫蠕變和彎頭部位的磨損情況等。

采用的主要檢測方法有：目視檢測、尺寸測量、無損探傷、金相檢測、硬度測量、厚度測試、內(nèi)窺鏡檢測等方法。根據(jù)超聲波探傷，發(fā)現(xiàn)鍋爐集汽聯(lián)箱的對空排氣管座根部內(nèi)壁存在缺陷，根據(jù)產(chǎn)生的位置，判定為裂紋。

1.3產(chǎn)生缺陷原因

將管座割除后發(fā)現(xiàn)，聯(lián)箱開孔四周存在十幾條放射狀裂紋，有4條裂紋已經(jīng)裂透貫穿整個聯(lián)箱壁厚，在內(nèi)壁的張口尺寸大于外壁且長度長于外壁，表明裂紋從內(nèi)壁開始開裂。裂紋沿聯(lián)箱開孔徑向在外壁的最大尺寸為6mm，用反光鏡從內(nèi)壁觀察和用超聲波探傷檢查，內(nèi)壁多條裂紋沿管孔周圍擴展長度約有30mm～50mm。初步分析產(chǎn)生裂紋的原因為該處受開關(guān)對空排汽時交變溫度和交變應(yīng)力的影響。該處對空排汽閥門開關(guān)頻繁，閥座承受排汽時的反沖力，溫度交替升降，又產(chǎn)生溫差應(yīng)力。

聯(lián)箱和管座的材質(zhì)均為12Cr1MoVG，集汽聯(lián)箱的規(guī)格為Φ325mm×40mm，對空排汽管座的規(guī)格為Φ133mm×13mm。由于管孔開裂嚴重，而本次大修又不能對聯(lián)箱進行更換，決定對該段聯(lián)箱進行更換并更換管座，更換的聯(lián)箱短節(jié)與管座與原聯(lián)箱及管座材質(zhì)、規(guī)格均相同，并應(yīng)對其它管座進行詳細檢查。

2、缺陷的焊接修復(fù)

2.1焊前準備

①以對空排汽管孔外壁向左右相鄰導(dǎo)汽管外壁各1/2處為切割點，割除原聯(lián)箱短節(jié)，備換短節(jié)亦按此長度選取。更換的聯(lián)箱管段采用與原聯(lián)箱同樣材質(zhì)規(guī)格的鋼管，使用前進行材質(zhì)分析、機械性能試驗，參照JB3375標準驗收合格方可使用。

②焊接嚴格執(zhí)行《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》DL/T869-2012（標準更新）標準。采用熱切割方法制備對接坡口，坡口形式見圖3，切割時需留出加工余量，然后用磨光機去處理淬硬層并修磨坡口表面。

③對聯(lián)箱短節(jié)端面、內(nèi)外壁進行詳細檢驗，不得有缺陷存在。機械加工排汽管管孔，機械清理管孔周圍，滲透檢驗管壁及周圍無缺陷存在。坡口處母材應(yīng)無裂紋、重皮、損傷及毛刺等缺陷，滲透檢驗沒有裂紋存在。每個焊口至少3處，且互呈120°角度分布。注意不得強力對口，其對口錯邊量要小于1mm。

④焊工要持有質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門核發(fā)的特種設(shè)備焊工合格證書，并具有相應(yīng)材質(zhì)級別、規(guī)格及位置的合格項目。焊工焊前練習(xí)確認合格后方能正式施焊。

⑤焊條和焊絲應(yīng)參照JB3375標準進行入廠檢驗。焊絲在使用前需用紗布將表面清理干凈，焊條在使用前應(yīng)按規(guī)定要求進行烘干，并放于保溫筒中帶入現(xiàn)場隨用隨取，所用的焊條要有質(zhì)量合格證書且存放年限不超過年，焊條重復(fù)烘干的次數(shù)不得超過2次。

⑥X7-400逆變焊機兩臺，氬弧焊設(shè)備兩套。電熱毯及加熱控制設(shè)備一套。焊前采用電阻加熱方式預(yù)熱250℃～300℃，并保持焊接過程中的層間溫度不低于該溫度。

2.2焊接工藝

①管座焊接

焊接方法為手工電弧焊，焊接材料為焊條選用R317，規(guī)格為Φ2.5mm、Φ3.2mm。焊條在使用前要經(jīng)過350℃×2h烘干，并放于保溫筒中帶入現(xiàn)場隨用隨取。焊接前采用電熱毯預(yù)熱聯(lián)箱焊接處，預(yù)熱溫度為200℃。焊接過程中嚴禁在非焊接處引熄弧。管座與聯(lián)箱的角焊縫其焊角高度要大于管座的壁厚，焊縫表面與管座表面形成的角度要保證焊角均勻，管端開V型坡口以利焊透，其焊縫表面圓滑過度。

②集箱管段對接

清理出坡口及其周圍15mm范圍內(nèi)油跡、銹污，直至露出金屬光澤。著色檢驗沒有裂紋存在，點固不得少于3點，每點長度不少于20mm長。焊接方法為氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面。焊絲使用前將表面清理干凈，焊條在使用前要經(jīng)過350℃×2h烘干，并放于保溫筒中帶入現(xiàn)場隨用隨取。

焊接前采用電熱毯預(yù)熱聯(lián)箱焊接處，預(yù)熱溫度為200℃。焊接規(guī)范為：焊絲，電流70A～90A，氬氣流量9L/min～11L/min;Φ2.5mm焊條，電流80A～90A;Φ3.2mm焊條，電流90A～110A。焊接過程中焊工要嚴格自檢，焊接時兩名焊工對稱焊接，注意接頭質(zhì)量和清渣，收弧時要填滿弧坑，防止弧坑裂紋產(chǎn)生。焊后及時進行熱處理，熱處理時的加熱寬度從焊縫中心線算起每側(cè)不小于150mm，恒溫時的保溫寬度每側(cè)不小于300mm。

3、結(jié)論與建議

①鍋爐上的排汽管座、安全閥座、噴水減溫器的給水管座等易于發(fā)生應(yīng)力集中的部位，檢驗時應(yīng)重點檢查。

②下次小修時對該集箱修復(fù)短節(jié)焊縫要加強檢查，建議下次大修更換該聯(lián)箱。對鍋爐缺陷的修復(fù)，應(yīng)查明原因，執(zhí)行更為嚴格的修理工藝，修復(fù)時應(yīng)注意防止變形、應(yīng)力集中、裂紋等新缺陷的產(chǎn)生。

參考文獻：

[1]姜磊，楊俊保.電站鍋爐故障診斷技術(shù)的發(fā)展[J].上海電力學(xué)院學(xué)報，2010，26（6）：542-544.

[2]花偉.鍋爐混合智能故障診斷技術(shù)的研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué)，2006.

（作者單位：1青島市特種設(shè)備檢驗檢測研究院;2青島市電梯安全應(yīng)急和監(jiān)控中心）