電站鍋爐檢驗(yàn)常見問(wèn)題分析

王辰江

（中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院，北京 100029）

1 電廠鍋爐檢驗(yàn)概述

1.1 電站鍋爐的定期檢驗(yàn)

電站鍋爐作為火電廠的三大主機(jī)之一，其重要性不言而喻。根據(jù)《中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法》《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等的規(guī)定，電站鍋爐需要進(jìn)行鍋爐安裝過(guò)程中的監(jiān)督檢驗(yàn)和鍋爐投產(chǎn)后的定期檢驗(yàn)，定期檢驗(yàn)又分為定期外部檢驗(yàn)和定期內(nèi)部檢驗(yàn)。鍋爐定期外部檢驗(yàn)是指鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中的外部檢驗(yàn)，主要檢查鍋爐的吊架、支撐情況是否存在異常，管道保溫情況是否良好，鍋爐管道、閥門等輔助設(shè)備是否存在泄漏等情況，以及電廠鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的各專業(yè)質(zhì)量管理體系是否能夠高效和穩(wěn)定運(yùn)行等。鍋爐定期內(nèi)部檢驗(yàn)是指鍋爐停爐后，結(jié)合鍋爐的檢修工作進(jìn)行的內(nèi)部檢查工作。電站鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)包括受熱面管是否存在腐蝕、吹損、碰磨、減薄等情況的檢查，以及集箱、管道的硬度、金相、超聲、磁粉檢查等工作。鍋爐的運(yùn)行條件非常復(fù)雜和嚴(yán)苛，長(zhǎng)期高溫、高壓的工作條件下，鍋爐各部件出現(xiàn)一些問(wèn)題是不可避免的，鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)是為了發(fā)現(xiàn)并及時(shí)有效地解決鍋爐長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后出現(xiàn)的各種問(wèn)題。這不僅能保證鍋爐的安全運(yùn)行，防止安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，還能提高鍋爐的利用率和使用壽命，從而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 檢驗(yàn)工作準(zhǔn)備

在對(duì)鍋爐進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)之前，應(yīng)預(yù)留足夠的時(shí)間對(duì)鍋爐進(jìn)行通風(fēng)、降溫，在保證爐內(nèi)溫度降至常溫后方能允許工作人員進(jìn)入鍋爐進(jìn)行檢查工作。內(nèi)部檢驗(yàn)工作需要制訂專門的檢驗(yàn)方案，檢驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格按照檢驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施內(nèi)部檢驗(yàn)工作，待檢驗(yàn)工作完成后，檢驗(yàn)人員應(yīng)向電廠出具相應(yīng)的內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告。為保證鍋爐檢驗(yàn)工作的安全進(jìn)行，檢驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)監(jiān)護(hù)制度。另外，為確保檢驗(yàn)人員的人身安全，檢驗(yàn)人員在操作過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守檢驗(yàn)制度和火電廠相關(guān)檢修規(guī)定，只有在建立安全保護(hù)措施后才能開始檢驗(yàn)工作。

1.3 電鍋爐檢驗(yàn)的主要內(nèi)容

電站鍋爐的檢驗(yàn)分為鍋爐安裝過(guò)程中的監(jiān)督檢驗(yàn)和鍋爐投產(chǎn)后的定期檢驗(yàn)，定期檢驗(yàn)又分為外部定期檢驗(yàn)和內(nèi)部定期檢驗(yàn)。鍋爐外部定期檢驗(yàn)是在鍋爐運(yùn)行工程中的進(jìn)行的外部檢驗(yàn)工作。外部檢驗(yàn)工作包括鍋爐設(shè)計(jì)、制造、安裝、登記相關(guān)資料的檢查，電廠與鍋爐管理、運(yùn)行、保養(yǎng)、維修、安全隱患排查等相關(guān)制度的檢查，電廠鍋爐、運(yùn)行、熱工、化學(xué)、金屬等相關(guān)專業(yè)日常管理制度、運(yùn)行記錄、年度計(jì)劃、年度總結(jié)等相關(guān)資料的檢查，以及鍋爐現(xiàn)場(chǎng)支吊架、保溫、閥門、壓力表、壓力變送器等是否正常等情況的檢查。鍋爐定期內(nèi)部檢驗(yàn)需要在鍋爐停爐狀態(tài)下進(jìn)行，具體檢查包括檢查鍋爐壓力元件的是否存在變形、過(guò)熱、泄漏、腐蝕、水垢、裂紋；檢查缺陷零件，鍋爐內(nèi)壓裝置的內(nèi)外表面是否有明顯的缺陷，特別是腐蝕、開裂等情況；受熱面是否存在腐蝕和磨損，鍋爐支架與被拉元件之間的連接處是否存在腐蝕，鍋爐內(nèi)部是否存在彎曲、膨脹、過(guò)熱和壓碎現(xiàn)象；鍋爐內(nèi)部壓力組件或框架是否損壞；鍋爐內(nèi)部壓力組件水側(cè)是否積渣，進(jìn)水管內(nèi)壁是否有腐蝕、裂紋，管道排污管與排污閥的接觸是否可靠；通信和儀表是否正常運(yùn)行，安全附件的響應(yīng)是否靈敏，水位計(jì)和壓力計(jì)是否被阻塞等。

2 電鍋爐檢驗(yàn)常見問(wèn)題

鍋爐外部檢驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題如下：人員持證不規(guī)范，特殊崗位工作人員持證不滿足相關(guān)法規(guī)的要求；安全閥校驗(yàn)有效期超期；部分恒力彈簧支吊架失載、過(guò)載、吊桿傾斜度超標(biāo)、指示銷釘缺失；壓力表、壓力變送器校驗(yàn)有效期超期，等等。

鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題如下：鍋爐受熱面管變形、磨損嚴(yán)重；管排之間發(fā)生碰磨；水冷壁管近吹灰器區(qū)域的吹損；減溫器噴水管、噴水管套管及混合管內(nèi)壁存在裂紋，爐側(cè)管道、集箱環(huán)焊縫無(wú)損檢測(cè)存在超標(biāo)缺陷，爐側(cè)四大管道存在組織老化，部分管道對(duì)接環(huán)焊縫的硬度值異常，等等。

2.1 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。

2.2 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)》（DL/T 999—2006）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。

2.3 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 Section ⅡPart A中SA-213T91的力學(xué)性能要求。對(duì)該管進(jìn)行金相檢驗(yàn)，背火側(cè)處的金相組織為回火馬氏體，屈服強(qiáng)度是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限，亦即抵抗微量塑性變形的應(yīng)力?？估瓘?qiáng)度是表征材料最大均勻塑形變形的抗力。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)。

2.4 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。

2.5 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。

3 常見隱患的解決措施

3.1 提高質(zhì)量監(jiān)督

（1）有關(guān)檢驗(yàn)的周期。根據(jù)相關(guān)法規(guī)的規(guī)定，鍋爐定期外部檢驗(yàn)必須每年進(jìn)行一次，鍋爐內(nèi)部定期檢驗(yàn)每3～6年一次，結(jié)合鍋爐檢修進(jìn)行。

（2）有關(guān)特殊工種操作人員持證情況。根據(jù)《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG G0001—2012）規(guī)定鍋爐運(yùn)行操作人員和鍋爐水處理作業(yè)人員應(yīng)按照國(guó)家質(zhì)檢總局頒發(fā)的《特種設(shè)備作業(yè)人員監(jiān)督管理辦法》的規(guī)定持證上崗，按章作業(yè)。相關(guān)工種操作人員應(yīng)按照規(guī)程要求完成取證工作。

（3）爐側(cè)安全閥校驗(yàn)報(bào)告。根據(jù)《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG G0001—2012）規(guī)定，在用鍋爐的安全閥至少每年校驗(yàn)一次，校驗(yàn)一般在鍋爐運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行；如果現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)有問(wèn)題時(shí)或者對(duì)安全閥進(jìn)行修理后，可以在安全閥校驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。安全閥能否正常起跳關(guān)系到鍋爐是否能夠安全運(yùn)行，一旦鍋爐蒸汽壓力達(dá)到整定壓力，安全閥將不能正常起跳，從而造成鍋爐內(nèi)的壓力持續(xù)上升，進(jìn)而可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。安全閥定期校驗(yàn)可使安全閥長(zhǎng)期處于靈敏可靠狀態(tài)。

3.2 實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的施工控制

（1）針對(duì)水冷壁管存在鼓包的現(xiàn)象，建議電廠對(duì)產(chǎn)生鼓包變形的管子進(jìn)行更換，并對(duì)產(chǎn)生鼓包的原因進(jìn)行分析，防止其再次產(chǎn)生。

（2）針對(duì)部分管道母材組織老化的現(xiàn)象，電廠應(yīng)對(duì)存在組織老化的管道加強(qiáng)監(jiān)督，在下次檢修時(shí)進(jìn)行跟蹤檢驗(yàn)，同時(shí)擴(kuò)大檢驗(yàn)范圍，監(jiān)測(cè)周圍母材是否同樣存在組織老化現(xiàn)象。

（3）針對(duì)個(gè)別管道力學(xué)性能低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的現(xiàn)象，電廠在今后的檢修中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)受熱面管的監(jiān)控，監(jiān)控管理力學(xué)性能的變化。

（4）針對(duì)SA-335P91材料硬度值偏高的現(xiàn)象，電廠應(yīng)防止超溫超壓，同時(shí)對(duì)硬度值偏高的焊縫加強(qiáng)監(jiān)控，結(jié)合檢修計(jì)劃對(duì)硬度值偏高部位進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)、金相組織檢驗(yàn)及硬度檢測(cè)等，加強(qiáng)跟蹤檢驗(yàn)。

（5）針對(duì)管道對(duì)接環(huán)焊縫、堵閥閥體表面存在裂紋超標(biāo)缺陷的現(xiàn)象，電廠一方面應(yīng)對(duì)有裂紋的焊縫和堵閥加強(qiáng)金屬監(jiān)督，對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行檢測(cè)，另一方面應(yīng)及時(shí)修理和更換存在嚴(yán)重安全隱患的焊縫和堵閥。

4 結(jié)論

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。