火電廠金屬技術(shù)監(jiān)督應(yīng)注意的問(wèn)題分析

張東文，李中偉

(河北省電力研究院，石家莊 050021)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，火電建設(shè)正向著大容量、高效率的大機(jī)組方向發(fā)展，同時(shí)超期服役的機(jī)組也日漸增多。機(jī)組在設(shè)計(jì)、制造、安裝過(guò)程中出現(xiàn)的與金屬材料相關(guān)的問(wèn)題，以及金屬材料老化、性能下降等因素引發(fā)了的安全事故，給火電廠造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。金屬技術(shù)監(jiān)督可通過(guò)對(duì)受監(jiān)部件的檢驗(yàn)和診斷，掌握設(shè)備的質(zhì)量情況，提高設(shè)備的安全運(yùn)行可靠性。根據(jù)DL/T 438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》規(guī)定，火電廠基建和在役機(jī)組必須進(jìn)行金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)。

1 壁厚測(cè)量應(yīng)注意的問(wèn)題

a. 奧氏體鋼和T/P91、T/P92等新型馬氏體鋼管的壁厚測(cè)量不能采用以前常見(jiàn)碳鋼和低合金鋼的壁厚測(cè)量方式。由于奧氏體鋼晶粒比較粗大，而此類新型馬氏體鋼晶粒比較細(xì)小，超聲波測(cè)量壁厚時(shí)的聲速(奧氏體鋼聲速5 600～5 700 m/s；T/P91鋼、T/P92鋼聲速5 980～6 100 m/s)與普通耐熱鋼的聲速(5 900 m/s)有較大的差距，按常規(guī)普通耐熱鋼的方式測(cè)量壁厚就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。建議在測(cè)量此類奧氏體鋼和新型馬氏體鋼的壁厚前，應(yīng)準(zhǔn)備相關(guān)尺寸的梯形試塊，調(diào)整鋼材聲速再進(jìn)行測(cè)厚。

b. 按照GB 5310-2008《高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的管子，根據(jù)交貨方式不同，壁厚可分為公稱壁厚和最小壁厚，壁厚應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定；按ASME標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的(TUBE)管子，不允許有負(fù)偏差，而(PIPE)公稱管則負(fù)偏差不得大于12.5%。在役機(jī)組進(jìn)行壁厚測(cè)量時(shí)，特別是機(jī)爐外管的壁厚測(cè)量，必須提供測(cè)厚結(jié)論。對(duì)于鍋爐廠設(shè)計(jì)的管子，一般在圖紙或強(qiáng)度計(jì)算書(shū)中提供了管子的最小壁厚，當(dāng)所測(cè)管子壁厚不小于最小壁厚時(shí)，此管子就能滿足使用要求。如所測(cè)量的管子不能提供理論計(jì)算壁厚時(shí)，必須通過(guò)查圖紙等方法，獲知此管子的相關(guān)參數(shù)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)度校核，再給出相應(yīng)結(jié)論。

2 硬度檢驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1 高溫螺栓硬度檢驗(yàn)

對(duì)于高溫螺栓的硬度檢驗(yàn)，常見(jiàn)的問(wèn)題是直徑較大、質(zhì)量較大的高溫螺栓無(wú)法或不方便送到試驗(yàn)室進(jìn)行布氏硬度檢驗(yàn)。火電廠一般對(duì)直徑小于90 mm或質(zhì)量小于5 kg的高溫螺栓送到試驗(yàn)室檢驗(yàn)，其它采用里氏硬度計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)硬度檢驗(yàn)，這時(shí)由于高溫螺栓直徑較大、質(zhì)量較重，無(wú)法保證整個(gè)螺栓的熱處理質(zhì)量，經(jīng)常導(dǎo)致螺栓的硬度檢驗(yàn)發(fā)生較大偏差。在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在汽輪機(jī)缸上采用的20CrlMo1VNbTiB螺栓的兩端硬度偏差較大，有時(shí)甚至超過(guò)100 HBW。因此，對(duì)高溫螺栓硬度檢驗(yàn)進(jìn)行硬度檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)要求整條螺栓所有部位硬度不均勻偏差不得超過(guò)30 HBW[1]。

2.2 管道或集箱的硬度檢驗(yàn)

在發(fā)電機(jī)組安裝前的安全性能檢驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常遇到對(duì)四大管道和集箱進(jìn)行硬度檢驗(yàn)的問(wèn)題，此時(shí)，檢驗(yàn)人員通常利用DL/T 869-2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》或DL/T 752-2001《火力發(fā)電廠異種鋼焊接技術(shù)規(guī)程》來(lái)驗(yàn)證焊接接頭的熱處理效果。對(duì)于管道硬度超標(biāo)與否沒(méi)有引起足夠重視，特別是高合金馬氏體鋼P(yáng)91、P92等，因此，建議對(duì)于9%～12%Cr系列鋼制造的管道和集箱按照DL/T 438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》進(jìn)行硬度檢驗(yàn)，重視硬度的不均勻問(wèn)題，對(duì)于硬度超標(biāo)或不均勻的，應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。

3 檢驗(yàn)委托單制度的建立

目前火電廠檢修時(shí)，常常在檢修前制定金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)大綱，特別是大修時(shí)更要依據(jù)DL/T 438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》制定詳細(xì)的技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)大綱。在實(shí)際檢修過(guò)程中，檢修部門(mén)通常會(huì)根據(jù)監(jiān)督檢驗(yàn)大綱和檢修進(jìn)度安排，及時(shí)安排準(zhǔn)備工作，當(dāng)條件具備時(shí)通知監(jiān)督檢驗(yàn)部門(mén)進(jìn)行檢驗(yàn)。為提高金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)的效率，建議在監(jiān)督檢驗(yàn)前填寫(xiě)檢驗(yàn)委托單，這樣既可以約束檢驗(yàn)配合部門(mén)按要求開(kāi)展準(zhǔn)備工作，也可以約束檢驗(yàn)部門(mén)及時(shí)進(jìn)行金屬檢驗(yàn)并反饋檢驗(yàn)結(jié)果，委托單應(yīng)包括所檢驗(yàn)金屬部件的詳細(xì)細(xì)節(jié)、要求檢驗(yàn)的項(xiàng)目，以及檢驗(yàn)條件是否具備等內(nèi)容。

4 缺陷通知單的提交和管理

金屬技術(shù)監(jiān)督是為了檢驗(yàn)受檢部件是否存在超標(biāo)缺陷或異常。發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷后，應(yīng)及時(shí)向受檢火電廠提交缺陷通知單。對(duì)于一般性金屬缺陷，可在檢驗(yàn)單位提交缺陷通知單后，由檢修部門(mén)進(jìn)行處理；對(duì)于某部件存在比較大的缺陷或大比例缺陷時(shí)，應(yīng)由檢修部門(mén)制定處理方案，并由生產(chǎn)部門(mén)(或生產(chǎn)部門(mén)和監(jiān)理單位)審核。缺陷處理后，應(yīng)及時(shí)通知檢驗(yàn)單位，進(jìn)行缺陷封閉，在機(jī)組運(yùn)行前將所有缺陷全部處理完成，保證檢修質(zhì)量。受檢部件金屬技術(shù)監(jiān)督的基本步驟,見(jiàn)圖1。

5 檢驗(yàn)過(guò)程及結(jié)論應(yīng)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)

金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)提交檢驗(yàn)結(jié)論。金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)一般包括工藝標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。工藝標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)檢驗(yàn)方法的具體操作程序，而質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)所得出的結(jié)果及質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)得出結(jié)論。對(duì)于那些沒(méi)有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的金屬檢驗(yàn)只能提供檢測(cè)結(jié)果。火電廠金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)常用標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

圖1 受檢部件金屬技術(shù)監(jiān)督的基本步驟

表1 火電廠金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)常用標(biāo)準(zhǔn)

6 金屬技術(shù)監(jiān)督與特種設(shè)備定期檢驗(yàn)的關(guān)系

在小修或中修時(shí)，火電廠主要開(kāi)展金屬部件的技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)，而在大修時(shí)除了對(duì)金屬技術(shù)監(jiān)督部件進(jìn)行檢驗(yàn)外，根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》還必須進(jìn)行特種設(shè)備(主要指鍋爐、壓力容器)的定期檢驗(yàn)。對(duì)于機(jī)組大修時(shí)進(jìn)行金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)和特種設(shè)備定期檢驗(yàn)，兩者之間是相輔相成的，必須處理好兩者的關(guān)系，應(yīng)注意以下事項(xiàng)[2]：

a. 火力發(fā)電廠機(jī)組大修前要根據(jù)機(jī)組情況制定詳細(xì)的檢修計(jì)劃，并經(jīng)當(dāng)?shù)劐仚z部門(mén)和電廠鍋檢工程師共同審核確認(rèn)；

b. 設(shè)立特種設(shè)備定期檢驗(yàn)及金屬監(jiān)督檢驗(yàn)項(xiàng)目部，統(tǒng)籌安排檢驗(yàn)工作；

c. 檢驗(yàn)實(shí)行委托單制度，保證金屬檢驗(yàn)配合工作的合理開(kāi)展；

d. 檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)缺陷，實(shí)行缺陷委托單及缺陷封閉單制度，保證所發(fā)現(xiàn)的缺陷能夠及時(shí)消除，保證部件的質(zhì)量；

e. 檢修實(shí)行監(jiān)理制度，可提高檢修效率，保證檢修質(zhì)量，特別是對(duì)于大面積更換爐管時(shí)；

f. 實(shí)行鍋檢簡(jiǎn)報(bào)制度，以利于檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的及時(shí)溝通和傳達(dá)，促進(jìn)檢驗(yàn)工作的開(kāi)展。

7 結(jié)束語(yǔ)

金屬技術(shù)監(jiān)督是火電廠重要的監(jiān)督方式之一。通過(guò)金屬技術(shù)監(jiān)督減少了大量的事故，但常規(guī)監(jiān)督手段已不能滿足火電廠對(duì)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，應(yīng)通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)對(duì)重要的金屬部件和超期服役機(jī)組進(jìn)行壽命評(píng)估，對(duì)含缺陷的部件進(jìn)行安全性評(píng)估，為機(jī)組的壽命管理和預(yù)知性檢修提供技術(shù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張東文，徐富國(guó)，張 倫，等. 火力發(fā)電廠高溫螺栓檢驗(yàn)探討[J]，熱力發(fā)電，2006(7)：68-69.

[2] 張東文，李中偉，李青松，等. 火電廠特種設(shè)備定期檢驗(yàn)與金屬監(jiān)督檢驗(yàn)工作探討[J]，河北電力技術(shù)，2009，28(5)：24-25.