電站鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)常見(jiàn)缺陷分析

屠振岳 甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院

火力發(fā)電機(jī)組投運(yùn)后，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，電站鍋爐設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行存在的問(wèn)題會(huì)逐漸顯現(xiàn)。對(duì)鍋爐進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)其缺陷的主要方式之一，熟悉鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)中常常出現(xiàn)的問(wèn)題才能有針對(duì)性地開(kāi)展檢驗(yàn)工作，以達(dá)到發(fā)現(xiàn)并消除缺陷的目的，從而確保發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

一、電鍋爐檢驗(yàn)常見(jiàn)問(wèn)題

（一）水冷壁管存在鼓包現(xiàn)象

在對(duì)水冷壁進(jìn)行宏觀檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部分水冷壁管存在鼓包現(xiàn)象。水冷壁管鼓包意味著此處產(chǎn)生了塑性變形，即在運(yùn)行工況下金屬管壁所承受的應(yīng)力水平超出其屈服強(qiáng)度。出現(xiàn)鼓包的管子，其材質(zhì)已經(jīng)劣化，抗拉強(qiáng)度降低，隨時(shí)都存在爆管的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響著鍋爐的安全運(yùn)行。

（二）部分管道母材組織老化

在鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)存在個(gè)別管道母材組織老化現(xiàn)象。電廠使用的再熱蒸汽熱段管道直段和彎頭的材質(zhì)為SA-335P22。而經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)再熱蒸汽熱段管道直段的組織為鐵素體+粒狀珠光體+碳化物，再熱蒸汽熱段管道彎頭的組織為鐵素體+粒狀貝氏體+碳化物。對(duì)于直段組織，其珠光體區(qū)域內(nèi)的碳化物已顯著分散，已全部成小球狀，晶粒內(nèi)還存在少量碳化物，但晶界處也分布著大量的碳化物且呈鏈狀分布，金相組織存在明顯球化現(xiàn)象。而對(duì)于彎頭組織，球化現(xiàn)象較直段的輕。依據(jù)《電站用2.25Cr-1Mo鋼球化評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)定，直段組織的球化級(jí)別為3～4級(jí)，彎頭組織的球化級(jí)別為2～3級(jí)。這兩種球化級(jí)別的組織，晶粒內(nèi)碳化物數(shù)量的大量減少會(huì)降低材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，對(duì)屈服強(qiáng)度的影響更加明顯；而晶界處存在的大量呈鏈狀分布的碳化物則降低了材質(zhì)的塑性和韌性。在使用條件下，再熱蒸汽熱段管道在發(fā)生斷裂前就不會(huì)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)淖冃?，而是突然發(fā)生脆性斷裂，這就給管道及鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了隱患。

（三）個(gè)別管道力學(xué)性能低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值

在內(nèi)部檢驗(yàn)過(guò)程中對(duì)部分受熱面管采用割管取樣檢驗(yàn)的方式進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別管子力學(xué)性能未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于末級(jí)再熱器管（規(guī)格為φ63mm×4mm，材質(zhì)為SA-213T91）割管進(jìn)行了力學(xué)性能檢驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果顯示：背火側(cè)試樣的抗拉強(qiáng)度為570MPa，屈服強(qiáng)度為414MPa，均不符合ASME BPVC SectionⅡPart A中SA-213T91的力學(xué)性能要求。末級(jí)再熱器管的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度均低于標(biāo)準(zhǔn)值，顯示出管子的承載能力下降，在運(yùn)行過(guò)程中可能存在爆管的風(fēng)險(xiǎn)。

（四）SA-335P91材料硬度值偏高

經(jīng)硬度、金相檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，個(gè)別管道對(duì)接環(huán)焊縫存在異常狀況。硬度是材料抵抗局部變形或表面損傷的能力。焊縫硬度值偏高可能會(huì)增加焊接接頭的脆化傾向、降低焊縫的韌性，從而該部位在發(fā)生斷裂前不會(huì)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)淖冃?，而是突然發(fā)生脆性斷裂，這就給管道及鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。

（五）管道對(duì)接環(huán)焊縫、堵閥閥體表面存在裂紋超標(biāo)缺陷

在內(nèi)部檢驗(yàn)過(guò)程中時(shí)常發(fā)現(xiàn)個(gè)別對(duì)接環(huán)焊縫、堵閥閥體表面存在裂紋超標(biāo)缺陷。焊縫及堵閥閥體由于自身結(jié)構(gòu)及保溫厚度不同等原因，在長(zhǎng)期高溫高壓運(yùn)行狀態(tài)下可能由于內(nèi)外溫差較大而存在熱應(yīng)力，加上自身制造過(guò)程中的殘余應(yīng)力未能完全釋放，從而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。機(jī)組在啟停過(guò)程中產(chǎn)生的冷熱交替及長(zhǎng)時(shí)間的高溫高壓運(yùn)行環(huán)境，會(huì)加速裂紋的擴(kuò)展，存在重大安全隱患。

二、常見(jiàn)隱患的解決措施

（一）受熱面管

通常來(lái)說(shuō)，冷水壁極易產(chǎn)生的問(wèn)題包括：其一，受熱發(fā)生變形。在折焰角處的冷水壁，需要承受較高熱負(fù)荷的位置，非常容易出現(xiàn)該項(xiàng)問(wèn)題。鍋爐內(nèi)部要對(duì)非常大的煙氣流速進(jìn)行承受，所以磨損問(wèn)題必不可少。例如，在折焰角、門(mén)口兩側(cè)以及燃燒器等相關(guān)部位，是發(fā)生磨損最嚴(yán)重的部位；其二，出現(xiàn)鼓包以及脹粗問(wèn)題，該項(xiàng)問(wèn)題容易發(fā)生的部位為水循環(huán)不良處，以及堆高熱量進(jìn)行承載的位置；其三，裂紋問(wèn)題。在對(duì)裂紋進(jìn)行檢查的過(guò)程中，關(guān)鍵區(qū)域便是防渣管部位以及對(duì)高熱量進(jìn)行承受的區(qū)域。

（二）檢驗(yàn)三元件

針對(duì)這些部位實(shí)施檢驗(yàn)的過(guò)程中，要重點(diǎn)檢驗(yàn)上部管排、出煙口以及吹灰管，這是容易出現(xiàn)磨損問(wèn)題的重點(diǎn)區(qū)域。如果三個(gè)元件有磨損問(wèn)題發(fā)生，會(huì)使管組出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，并且變形問(wèn)題的發(fā)生非常普遍。一般情況下，在省煤器中，非常容易產(chǎn)生氧化腐蝕以及低溫腐蝕；在過(guò)熱器和再熱器中，非常容易發(fā)生高溫腐蝕，所以對(duì)三個(gè)元件實(shí)施的檢驗(yàn)工作要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，檢查出問(wèn)題后，結(jié)合相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行解決，這是檢驗(yàn)鍋爐最關(guān)鍵的內(nèi)容之一，不可忽視。

（三）減溫器

減溫器表面時(shí)常出現(xiàn)的一項(xiàng)問(wèn)題便是氧化和腐蝕，并且這兩項(xiàng)問(wèn)題十分嚴(yán)重。所以，在具體檢驗(yàn)的過(guò)程中，需要檢驗(yàn)厚度以及硬度，并對(duì)減溫器元件進(jìn)行檢測(cè)，需要應(yīng)用的方法便是無(wú)損探傷檢測(cè)法，對(duì)筒封頭焊接的裂紋情況以及環(huán)焊接上的裂紋情況進(jìn)行檢查。針對(duì)鍋爐的吊耳、支座、集箱和管座中的角焊縫裂紋的表面探傷，一定要重要開(kāi)展，詳細(xì)驗(yàn)看存在的裂縫問(wèn)題。此外，內(nèi)壁以及噴口產(chǎn)生的裂紋和相應(yīng)的腐蝕問(wèn)題檢驗(yàn)、利用窺鏡的形式，檢驗(yàn)混合式減溫器中的噴嘴以及內(nèi)襯套等一系列工作，都要非常細(xì)致，避免出現(xiàn)檢驗(yàn)疏漏。在具體實(shí)踐過(guò)程中，可利用面式溫減器的形式，抽查抽芯。如果鍋爐的運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)超過(guò)了 5 萬(wàn)個(gè)小時(shí)，一定要開(kāi)展水壓試驗(yàn)，才能對(duì)筒體是否有自由膨脹的問(wèn)題產(chǎn)生進(jìn)行了解。如果鍋爐的運(yùn)行已經(jīng)超過(guò)了 10 萬(wàn)個(gè)小時(shí)，還需要對(duì)筒體表面、主焊縫表面、角焊縫表面，借助超聲波探傷的形式進(jìn)行檢驗(yàn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

電站鍋爐的定期檢驗(yàn)工作將切實(shí)影響到鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，不僅關(guān)系到電廠的安全生產(chǎn)，還關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)電站鍋爐定期檢驗(yàn)工程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和討論可以幫助工作人員了解并解決鍋爐運(yùn)行中存在的各種安全隱患，從而保證鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。