新建機組制造質量存在的問題及應對措施

韓德斌,樊 偉

（1.東北電力科學研究院有限公司,遼寧 沈陽 110006;2.華能營口熱電有限責任公司,遼寧 營口 115003）

在DL647—2004《電站鍋爐壓力容器檢驗規程》中,要求對新建機組鍋爐壓力容器承重承壓部件的制造質量進行監督檢驗,對各部件的檢驗內容和比例都有明確要求。東北電力科學研究院有限公司金屬所自1989年華能大連電廠1號、2號機組商檢開始進行發電設備制造質量檢驗工作,完成了遼寧省和內蒙古東部地區90%以上新建大型發電機組的制造質量前檢工作（135MW循環流化床機組到1 000 MW超超臨界機組）。前檢工作的主要內容包括設備出廠資料審核、設備外觀、設備結構及幾何尺寸檢查、設備壁厚檢查、設備材質復查、設備硬度抽查、設備焊接質量抽查等項目。

1 新建機組前檢中存在問題

1.1 主要承重部件焊接質量不合格

a.鍋爐大板梁主焊縫存在表面裂紋、鋼板中間有分層、未焊透、未熔合、角縫焊角尺寸不符合設計等缺陷。如阜新清河門電廠鍋爐大板梁2V 34 -3-0端部筋板和翼板、腹板連接角縫焊角尺寸偏?。?V34-3-0設計為20 mm,實際為16～19 mm）。

b.汽包U型吊桿硬度偏高、存在裂紋。如金山熱電南票發電廠發現貨號為2V15 1/3的4根吊桿硬度為255～298 HB,根據GB/T 3077—1999《合金結構鋼》的要求,30CrMoA的硬度應在229 HB以下。內蒙古上都發電廠2號汽包吊桿內部存在裂紋700～900mm。

1.2 主要承壓部件焊接質量不合格

a.受熱面存在凹坑、焊縫未焊滿、厚度減薄、橢圓度超標、焊口存在密集氣孔、焊縫根部未焊透等問題（見圖1～圖4）。

b.聯箱中有眼鏡片、磨頭等易發生堵塞爆管的物品;存在聯箱管座開裂、端部接管變形、焊縫未熔合缺陷（見圖5、圖6）。

c.壓力容器存在表面凹坑、焊縫開焊、除氧器焊縫未焊透及裂紋等缺陷（見圖7、圖8）。

d.四大管道管口嚴重變形、管道存在氧化皮、表面裂紋、焊縫裂紋等缺陷（見圖9、圖10）。

1.3 重要承壓部件與設計圖樣不符

在通遼盛發電廠、內蒙古金橋電廠發現汽包封頭壁厚與設計圖樣不符,達不到設計壁厚。內蒙古金橋電廠過熱器包墻聯箱焊縫及焊縫附近壁厚與設計圖樣不符。阜新清河門水冷屏下聯箱2V27-2-0、下降管分配聯箱2V26-31-0坡口設計形式不合理。莊河電廠1號機組發電機大軸誤開中心孔,由于發現及時避免了設備的先天缺陷。

1.4 螺栓材質超標

白音華電廠新建2×600 MW機組每臺機組原有汽缸高溫螺栓152條,制造廠補充94條,備件45條,2臺機組合計582條。除8條螺栓材質為2Cr2NiMo1W1V外,其余螺栓材質均為20Cr1Mo1VTiB。安裝過程中20Cr1Mo1VTiB螺栓斷裂2條,經金相分析螺栓材質存在問題,分別為粗晶和夾雜物超標（見圖11、圖12）。

1.5 管道原始材料缺陷

元寶山電廠4號機組爐外管母材18根管子上發現有重皮缺陷。清河門電廠3號機1根導汽管（Φ219×30mm）母材存在長約200mm、深約20 mm裂紋;另有2根導汽管分別存在內壁裂紋和夾雜。清河發電廠主蒸汽管道（P91）母材端部存在裂紋。

1.6 錯用材質問題嚴重

白音華電廠低溫過熱器異種鋼對接有8處錯用材質;沈煤集團紅陽熱電廠2號爐中過一出口集箱、中過二入口集箱筒體設計材質為12Cr1MoVG,現場檢測筒體為12Cr2MoG;中電投撫順熱電廠中壓主汽門及調速汽門大部分螺母光譜檢驗成分與設計不符（設計為1Cr5Mo,檢驗結果為25Cr2MoV）。

1.7 機側檢驗主要問題

機側檢驗主要發現軸瓦脫胎（見圖13）與葉片外環根部角焊縫裂紋（見圖14）。

2 制造質量不佳產生原因

2.1 未嚴格執行相關標準

在承重部件檢驗中存在許多超標缺陷,如在大板新建項目中主梁、主柱存在未熔合缺陷,原因為按制造單位提供檢驗標準對焊縫只進行表面檢驗如磁粉滲透或表面著色,而電力行業要求進行超聲或射線探傷檢驗。結果發現80%存在未熔合缺陷。

2.2 未嚴格按設計要求進行制造

部分聯箱接管座、受熱面錯用材質,壓力容器、管道結構尺寸、壁厚不符合設計要求,螺栓金相組織、硬度不符合設計標準,四大管道焊縫及母材硬度超標等一系列問題說明產品未嚴格按設計要求進行制造。更為嚴重的是出廠前也未進行嚴格的相關檢驗。

2.3 制造過程中焊接質量存在問題嚴重

如通遼盛發電廠省煤器管在組排時焊接線能量控制不當,焊接角度偏向鰭片處,造成根部未焊透并將省煤器管壁熾穿,形成條形孔洞,熔合線處組織呈柱狀,且組織變化明顯。

2.4 管材供貨或熱處理過程中存在原始缺陷

清河電廠高溫再熱器管排裂管宏觀照片顯示裂紋沿軸向經打磨外表面,發現裂紋是由外向內發展并已裂透,斷口沒有新碴,表面附著高溫氧化層。該裂紋宏觀形貌平直,斷口表面已高溫氧化,微觀斷口沿晶界開裂,表明管材在供貨形態已形成原始裂紋。

2.5 運輸過程和安裝現場保管不當造成變形

在現場檢驗中發現許多受熱面、集箱接管座、壓力容器外表面出現變形、凹坑等。其原因為在運輸過程中野蠻吊裝、貨物擠壓造成,也有到達現場保管不當造成。

3 應對措施

3.1 嚴格審查設計資料

嚴格審查設計、制造資料,確保資料的科學性和完整性。設備的設計、制造應符合技術規程的要求,應嚴格設計參數進行出廠檢驗。

3.2 原始材料入廠前進行質量檢驗

制造前應按照JB/T 3375進行入廠檢驗并做好記錄。均應進行100%無損探傷,如生產廠家已進行100%無損探傷檢查,鍋爐制造廠對每批鋼管至少抽查5%。制造后應逐根、逐條進行光譜檢驗并做好記錄。建議今后對新管進行100%渦流無損探傷檢查,確保消除原始裂紋缺陷。

3.3 產品出廠前進行質量檢驗

產品出廠前必須進行嚴格的外觀檢查,不允許存在裂紋、撞傷、折皺、壓扁、分層、腐蝕,內部不得有銹蝕、雜物和積水,管接頭、管口必須嚴密密封。承壓部件在出廠前（或現場安裝前）每排受熱面應按規定進行水壓試驗,保證制造質量達到設計標準和技術要求。

3.4 把好焊接質量關

焊接在新建電廠設備制造具有非常關鍵的作用,在焊接施工過程中,嚴格按照《火力發電廠施工及驗收技術規范——焊接篇》進行施焊是保證焊接質量的根本方法。不合格焊口及焊接質量事故的處理應確定妥善的處理辦法,并存檔備查。

3.5 加強運輸過程和安裝現場管理

加強運輸過程管理,避免出現受熱面、集箱接管座、壓力容器外表面出現變形、凹坑等。到達安裝現場后,設定專門存放區并有專人管理。

新建機組在安裝前進行制造質量檢驗,如在運行后才發現問題,特別是無法修復的缺陷,就有可能造成重大經濟損失或發生重大機組安全事故,因此,加強新建機組設備制造質量檢驗工作是非常必要的。