淺談鍋筒內(nèi)件的制造及質(zhì)量管控

肖心偉，潘 毅，明 陽

（東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司，四川 自貢643001）

鍋筒內(nèi)件是裝焊于鍋筒內(nèi)部附件的總稱，它是鍋筒實(shí)現(xiàn)凈水、排污、汽水分離、汽水隔離等功能的依托，直接決定著鍋筒的汽水分離效率和飽和蒸汽的品質(zhì)，關(guān)系著鍋爐的高效、安全運(yùn)行[1]。鍋筒內(nèi)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鍋筒內(nèi)部空間狹窄，光線不足，制造和檢查條件都很差，因此內(nèi)件質(zhì)量常常難以保證。以下通過對(duì)鍋筒及其內(nèi)件的結(jié)構(gòu)做簡(jiǎn)要剖析，總結(jié)內(nèi)件制造過程中一些風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和常見問題，以此讓大家對(duì)鍋筒內(nèi)件有更全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)內(nèi)件制造質(zhì)量引起重視，抓好過程質(zhì)量管控，確保鍋爐產(chǎn)品的整體品質(zhì)。

1 鍋筒及其作用

鍋筒是自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)鍋爐最重要的承壓原件，一般橫置于爐外頂部，不直接受火焰和煙氣的加熱，外部用保溫材料進(jìn)行絕熱保溫[2]。主要作用如下：

（1）連接作用。鍋筒把鍋爐各類部件有機(jī)的連接在一起，是鍋爐汽水循環(huán)、轉(zhuǎn)換的核心。

（2）汽水分離、凈化蒸汽作用。鍋筒內(nèi)的汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置，排污裝置、鍋內(nèi)加藥裝置等，可以分離、凈化蒸汽，保證蒸汽品質(zhì)。

（3）儲(chǔ)水、儲(chǔ)汽、儲(chǔ)熱作用。鍋筒中有一定量的汽和水，因而可以起到蓄熱器和蓄水器的作用。緩解氣壓變化的速度，有利于鍋爐運(yùn)行。

（4）保證鍋爐安全運(yùn)行。鍋筒上裝有壓力表，水位計(jì)、安全閥、事故放水裝置等，用來保證鍋爐的安全運(yùn)行。

2 鍋筒內(nèi)件的構(gòu)成及作用

2.1 鍋筒內(nèi)部汽水活動(dòng)過程

如圖1所示，水冷壁、省煤器等來的汽水混合物進(jìn)入汽包，首先進(jìn)入連通箱（或弧形板、封板等構(gòu)成的環(huán)形通道），然后經(jīng)由通道進(jìn)入旋風(fēng)分離器，利用改變流動(dòng)方向時(shí)的慣性分離[3]。再進(jìn)入旋風(fēng)分離器頂部的波形板分離器，帶有部分蒸汽的小水滴在波形板間歇間流動(dòng)，使水黏附在金屬壁面上形成水膜往下流。最后蒸汽進(jìn)入頂部波形板干燥箱，利用水的密度差進(jìn)行分離。飽和蒸汽由頂部蒸汽引出管引出至過熱器。分離出來的水則經(jīng)過輸水管引入汽包水側(cè)，鍋水則經(jīng)過下降管進(jìn)入水冷壁下聯(lián)箱。不同鍋爐類型，鍋筒及內(nèi)件設(shè)計(jì)有所差異，但基本原理相似。

圖1 鍋筒內(nèi)部汽水活動(dòng)過程

2.2 鍋筒內(nèi)件及作用

（1）預(yù)埋件：預(yù)埋件是在鍋筒整體熱處理前，預(yù)先與筒身內(nèi)壁焊接的鋼板附件，鍋筒水壓后內(nèi)件裝焊在預(yù)埋件上，避免與筒身直接焊接而再次熱處理。

（2）連通箱（環(huán)形通道）：把從鍋水、省煤器來的水與鍋筒內(nèi)壁分割開，內(nèi)壁均與汽水混合物接觸，從而使鍋筒上下壁溫均勻，減少熱應(yīng)力。也可以加快鍋爐啟動(dòng)速度。

（3）汽水分離裝置：對(duì)進(jìn)入鍋爐的汽水混合物進(jìn)行分離。粗分離典型裝置有旋風(fēng)分離器、進(jìn)口擋板等。細(xì)分離典型裝置有波形板箱、頂部多孔板等[4]。

（4）排污裝置：排除鍋水中過剩的鹽和堿，爐內(nèi)結(jié)生的泥垢，爐水表面的油脂和泡沫等、保證鍋水質(zhì)量，保護(hù)鍋爐產(chǎn)品。

生鮮電商又稱生鮮產(chǎn)品電子商務(wù)，是電子商務(wù)和生鮮產(chǎn)品的結(jié)合，指利用電子商務(wù)的手段在網(wǎng)絡(luò)上直接銷售生鮮產(chǎn)品，如新鮮水果、蔬菜、生鮮肉類等。

（5）鍋內(nèi)加藥管：向鍋水加入磷酸鹽等進(jìn)行加藥處理，清除鍋水殘余硬度，防止鍋水結(jié)垢和產(chǎn)生腐蝕，同時(shí)保證蒸汽的品質(zhì)。

（6）給、放水管：向鍋筒內(nèi)加水，或事故緊急放水，保證鍋筒內(nèi)水位線穩(wěn)定，維持鍋筒正常安全、正常運(yùn)行。

（7）鋼板、緊固件等：固定鍋內(nèi)設(shè)備。

3 鍋筒內(nèi)件的制造過程及質(zhì)量管控

鍋筒內(nèi)件裝焊分鍋筒外裝焊作業(yè)和鍋筒內(nèi)裝焊作業(yè)。產(chǎn)品制造應(yīng)符合JB/T3191《鍋爐鍋筒內(nèi)部裝置技術(shù)條件》要求[5]。

3.1 鍋筒外裝焊作業(yè)

鍋筒外裝焊作業(yè)，主要指鍋筒內(nèi)部裝置零部件，如各類管子、分離器等在鍋筒外先行進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備。零部件放入鍋筒總裝前，檢查人員應(yīng)認(rèn)真對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢查，主要包括對(duì)尺寸、表面方面的檢驗(yàn)，應(yīng)注重對(duì)各類管道內(nèi)部及分離器死角區(qū)位清潔度的檢查，把油污、飛濺等清理干凈，確保各部件均符合圖樣及JB/T3191標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。零部件質(zhì)量問題應(yīng)在總裝前處理完畢，因總裝后檢查不便，清理也更困難，因此保證零部件過程質(zhì)量對(duì)確保內(nèi)件的最終質(zhì)量尤為重要。

3.2 鍋筒內(nèi)裝焊作業(yè)

鍋筒內(nèi)裝焊作業(yè)主要分熱處理前預(yù)埋件的裝焊作業(yè)和水壓后鍋筒內(nèi)部裝置的總裝作業(yè)。

預(yù)埋件裝焊作業(yè)。鍋筒內(nèi)各零部件后期都會(huì)裝焊到預(yù)埋件上，因此預(yù)埋件的尺寸方位等尤為重要，裝焊前應(yīng)根據(jù)圖紙劃線確定方位，檢查合格后才開始裝配。預(yù)埋件表面不得有可見的油、油脂及其它可溶性臟物，表面應(yīng)保持清潔，同時(shí)應(yīng)對(duì)鍋筒筒身內(nèi)壁待焊面進(jìn)行打磨，保證焊接質(zhì)量。裝焊過程中，由于部分預(yù)埋件鋼板較薄、較長(zhǎng)，倒運(yùn)過程中容易變形，裝焊前必須進(jìn)行校正，保證裝焊質(zhì)量。為避免焊接變形，點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)牢固。焊接后應(yīng)檢查焊縫外觀質(zhì)量，及時(shí)補(bǔ)焊消缺，清理焊縫，并對(duì)焊縫按要求進(jìn)行表面探傷，焊縫不得有漏焊、燒穿、裂紋和氣孔等缺陷。

總裝作業(yè)應(yīng)在鍋筒水壓并完成所有管接頭機(jī)加作業(yè)后進(jìn)行?？傃b前，應(yīng)對(duì)鍋筒內(nèi)部進(jìn)行整體清理，去除所有雜物。首先進(jìn)行連通箱（環(huán)形通道）及各類扁鋼的裝焊，連通箱要注意焊接的密封性。焊接完成后應(yīng)對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢查，及時(shí)消缺。確認(rèn)合格后開始焊接各類排污管、加藥管、給、放水管等內(nèi)件，然后再次進(jìn)行全面的檢查清理。所有焊縫不得有漏焊、燒穿、裂紋和氣孔等缺陷。最后再確認(rèn)內(nèi)部問題均處理完成后，裝配各類分離裝置，裝點(diǎn)完成后，轉(zhuǎn)動(dòng)鍋筒兩圈并反轉(zhuǎn)一圈，確認(rèn)所有內(nèi)部裝置裝焊牢固，且未夾帶異物。所有裝焊及檢驗(yàn)工作完成后，及時(shí)封閉人孔門及各管接頭，避免后期誤入異物等風(fēng)險(xiǎn)。

4 鍋筒內(nèi)件常見質(zhì)量問題及分析

4.1 裝配問題

（1）尺寸無法滿足JB/T3191標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。鍋筒水壓后總裝封板等內(nèi)件時(shí)，常發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件鋼板尺寸偏差嚴(yán)重，圖2等變形問題常見，裝配后縫隙過大，甚至需要切割鋼板配裝，導(dǎo)致裝配尺寸無法得到保證，同時(shí)焊接也較困難，焊縫成型與質(zhì)量都得不到保證。該問題的原因主要是由于預(yù)埋件鋼板本身過長(zhǎng)，轉(zhuǎn)運(yùn)和裝配過程會(huì)彎曲變形，裝配時(shí)若不劃線校正，裝配尺寸必然歪斜；同時(shí)由于鋼板較薄，若裝點(diǎn)不牢，焊接時(shí)極易拉扯變形，同樣會(huì)導(dǎo)致歪斜嚴(yán)重，最終影響后續(xù)總裝作業(yè)。

（2）裝配時(shí)機(jī)不對(duì)。某鍋筒在下降管探傷時(shí)，發(fā)現(xiàn)由于預(yù)埋件干涉，導(dǎo)致下降管內(nèi)壁無法做UT，只有重新割掉內(nèi)件，打磨探傷合格后，再重新拼裝。因此內(nèi)件裝焊時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)影響，避免工序間相互干涉。

（3）預(yù)埋件分離裝置等裝配不牢固，脫落后損傷變形。電廠鍋筒到貨，準(zhǔn)備拆分旋風(fēng)筒進(jìn)行酸洗時(shí)，如圖3所示，發(fā)現(xiàn)多組旋風(fēng)筒已脫落，在鍋筒內(nèi)部磕碰損傷嚴(yán)重。因此轉(zhuǎn)運(yùn)前必須旋轉(zhuǎn)鍋筒，進(jìn)行牢固性驗(yàn)證。

圖2 預(yù)埋件鋼板變形問題常見

圖3 旋風(fēng)筒未裝點(diǎn)牢固脫落

4.2 焊接問題

（1）焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷。某電廠就出現(xiàn)過汽包在長(zhǎng)期運(yùn)行后，筒身母材開裂泄露情況，停爐后檢查內(nèi)部情況，發(fā)現(xiàn)裂口是從預(yù)埋件角縫開始延生，分析原因是由于焊接缺陷在長(zhǎng)期應(yīng)力作用下擴(kuò)展造成。鍋筒內(nèi)件焊接由于焊接環(huán)境較差，且一般未要求預(yù)熱，因此焊縫缺陷較常見。對(duì)預(yù)埋件焊縫應(yīng)按要求在退火前、后進(jìn)行表面探傷，及時(shí)消缺。

（2）漏焊問題。生產(chǎn)中內(nèi)件邊、角焊縫極易漏焊，如圖4所示為環(huán)形通道邊緣密封焊縫漏焊問題常見。漏焊會(huì)破壞環(huán)形通道密封性，影響鍋筒汽水分離效率。因此要減少焊接問題，不光需要在內(nèi)件各個(gè)裝焊節(jié)點(diǎn)，認(rèn)真進(jìn)行目視檢測(cè)，及時(shí)處理質(zhì)量問題，同時(shí)也需要焊工了解內(nèi)件結(jié)構(gòu)，知道哪些該焊、哪些不焊，以嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度對(duì)待內(nèi)件裝焊作業(yè)。

圖4 環(huán)形通道邊緣密封焊縫漏焊

4.3 內(nèi)部清理問題

內(nèi)部異物在鍋爐循環(huán)系統(tǒng)中是零容忍的問題，現(xiàn)場(chǎng)因?yàn)楫愇锒氯艿陌咐缺冉允?。鍋筒由于是整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的樞紐，內(nèi)部清理也尤為重要，常見有以下問題：（1）內(nèi)件待焊面未清理，這會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷過多；（2）內(nèi)件總裝后，夾層中的異物難以清理和檢查，如圖5所示密封通道內(nèi)異物堆積嚴(yán)重，由于內(nèi)部已封焊，只能從鍋筒外部接管清理出夾層異物，很難清理干凈，也不易檢查判斷；（3）內(nèi)件死角過多，鍋筒內(nèi)部空間狹窄，光線不足，異物難以清理，也不易檢查。要保證鍋筒內(nèi)部清理質(zhì)量，關(guān)鍵要做好各道工序的清理工作，不拖延積累，想著最后一道清理，最終往往難以控制。在鍋筒關(guān)閉人孔門前，旋轉(zhuǎn)鍋筒幾圈，再次核查清理異物后，再進(jìn)行封門。

圖5 環(huán)形通道內(nèi)雜物堆積難清理

5 結(jié)束語

鍋筒內(nèi)件焊縫和死角較多，施焊困難，要保證質(zhì)量，必須做好過程質(zhì)量管控工作，質(zhì)量問題切勿累積到總裝完成后一并處理，最后往往會(huì)因?yàn)闄z查面過廣、內(nèi)件相互遮擋導(dǎo)致死角過多等原因，使部分質(zhì)量問題漏檢。鍋筒內(nèi)件重要性不言而喻，然而實(shí)際制造時(shí)，內(nèi)件的復(fù)雜性、隱蔽性，常讓制造及檢查人員產(chǎn)生懈怠，從而降低了對(duì)內(nèi)件的質(zhì)量要求，大家只有擺正心態(tài)，深入了解鍋筒內(nèi)件的構(gòu)造及原理，認(rèn)真做好過程質(zhì)量管控，才能有效保證鍋筒內(nèi)件制造質(zhì)量。