不銹鋼管式凝汽器安裝工藝探討

摘 要：在凝汽器中采用不銹鋼管代替傳統的銅管是近年來采取的新工藝。本文從不銹鋼管式凝汽器管系安裝實際出發，詳細地闡述了不銹鋼管式凝汽器管系安裝工藝要求，為不銹鋼管式凝汽器管系安裝提供了可靠依據。

關鍵詞：凝汽器；不銹鋼管；安裝工藝

本文作者參建的駐馬店古城電廠2×300MW 機組工程凝汽器和國電永福電廠2×300MW擴建工程和大唐渭河發電廠2×300MW工程#2機組的凝汽器管系均采用TP304不銹鋼管脹焊方式，通過對該三臺凝汽器管系安裝過程的總結，本文詳細闡述了不銹鋼管式凝汽器管系安裝工藝要求，為不銹鋼管式凝汽器管系施工提供可靠依據。

一 凝汽器管系安裝前對不銹鋼管進行外觀檢查及性能試驗檢查

根據DL／T 712-200O《火力發電廠凝結器管選材導則》，凝汽器冷卻管選用不銹鋼管時，特別關注冷卻水中的CL－離子含量。在CL－離子含量<100mg/kg時可用TP304，CL－離子含量＜500mg/k時應選用TP316，CL－離子含量700mg/kg時應選用TP307。根據不銹鋼冷卻管制作的工藝流程，出廠前每根管子都做過渦流探傷或者水壓試驗并且性能試驗合格，但是不排除不銹鋼管在制造過程中因監督不到位造成管子質量問題以及運輸、裝卸、碼垛、倒運過程中有磕碰損傷的可能，因此不銹鋼在使用前必須進行如下項目檢查：

（1）檢查出廠質量保證書內容是否齊全、合格

重點檢查不銹鋼管合格材料報告、熱處理報告、水壓或渦流探傷檢測、拉伸、壓扁、擴口等理化性能試驗證書。

（2）外觀檢查

每根不銹鋼管必須進行外觀檢查，管子表面應無裂紋、砂眼、腐蝕、凹陷、毛刺、彎曲和油垢等缺陷，管內應無雜物和堵塞現象，管子的長度、管徑、壁厚、彎曲在要求范圍內。做好焊管的外徑允許偏差包括橢園度分I、II兩級，見表1。焊管的壁厚允許偏差(不包括焊縫)為規定壁厚的士1O％，但最小允許偏差為士0.02mm。焊管的定尺長度為3m～9m，一般以6m定尺，焊管的定尺長度在通常長度內，其允許偏差為～5mm。采用lm直尺測定的焊管局部撓度應不大于2.0mm。

（3）安裝現場對不銹鋼管必須按比例進行渦流探傷檢查、擴口試驗、壓扁試驗、試脹試驗、試焊試驗

渦流探傷試驗：由于施工現場一般不具備不銹鋼管做水壓試驗的條件，所以對不銹鋼管進行渦流探傷檢測代替水壓試驗。一般按規格和爐號抽查不銹鋼管總數的5％進行渦流探傷。如發現管子質量低劣時(不合格管達安裝總數的1％)，則每根不銹鋼管都應進行試驗。壓扁試驗：參照金屬管壓扁試驗方法(GB／T246．1997)，按不銹鋼管規格和批號抽取管子總數的O．5～1／1000進行壓扁試驗。切取20mm長的試樣，壓成橢圓，至短徑H=1．09t／(O．09+t／D)時，試樣應無裂紋或其他損壞現象(t為不銹鋼管壁厚，D為不銹鋼管直徑)。擴口試驗：參照金屬管擴口試驗方法(GB／T242-1997)，按不銹鋼管規格和批號抽取管子總數的0．5～1／1000進行擴口試驗。切取50mm長的試樣，用3O°、45°或6O°的車光錐體打入不銹鋼管內徑，其外徑擴大到比原外徑大10％D時，試樣應不出現裂紋(D為不銹鋼管直徑)。

試脹試驗：在脹管過程中，既要注意“過脹”，又要注意“欠脹”。 “欠脹”可以通過補脹進行矯正，而“過脹”則不易矯正，“過脹”會嚴重影響管子的壽命。不銹鋼的彈性模量與銅管相差較大，脹管后的貼脹力比銅管高很多倍，密封性比黃銅管好得多。如果按一般脹管儀上的標識去操作會存在很大誤差，多半會產生過脹，從而給應力腐蝕留下后患。因此正式脹管前一般應先進行試脹實驗，考慮所脹管子的材質和尺寸(外徑和壁厚)、支撐管板的材質和尺寸(孔徑和板厚)等因素，首先通過“脹力設置”操作鍵預設一個數據(電流值)，通過試脹并測量(用內徑千分尺或分度較高的游標卡尺等)脹后的管內徑，檢驗預設置的數據是否滿足脹接的技術要求。若不能滿足，可通過“脹力設置”鍵進行調節，經過幾次試脹、測量和調節，就可以確定一個最佳設定值(注意不能用已脹過的管子和板孔進行重復試脹，以免影響測量結果)，調節好后再進行大面積脹管。試焊試驗：在不銹鋼管正式焊接前，必須進行試焊試驗。在試脹板上試脹合格后，然后進行焊接工藝試驗，焊前對管口和焊絲用酒精進行清洗，清除油污。然后進行施焊，確定合理的焊接參數。

二 凝汽器管系安裝前凝汽器需要具備的條件

凝汽器隔板中心找正情況、內部清潔情況及周圍封閉情況的好壞，直接影響到凝汽器管系的安裝質量。因此凝汽器管系安裝前要嚴格按照《汽機凝汽器管系安裝質量監督檢查典型大綱》中的要求進行檢查、監督。一般應該具備下列條件：

一是凝汽器殼體組合工作已全部結束(包括凝汽器定位完)。殼體內部肋板、支撐管、擋汽板、擋水板、疏水管道、抽真空管道、隔板、管板組裝等焊接完畢，其位置、尺寸符合廠家圖紙要求。隔板兩邊應有1×45°的倒角，隔板、管板的管孔數量應與圖紙相符，無遺漏，否則必須補充開孔或者堵孔(這種現象經常發生，因此在組合隔板時要認真核對，堵孔要經制造廠和業主同意方可進行)。內外貫通的焊縫滲油試驗必須合格，尤其是內部抽真空區焊縫要按照圖紙要求檢測合格。管板、隔板應拉鋼絲復查找正合格，特別注意拖運后的凝汽器必須拉鋼絲復查，防止殼體拖運過程中殼體變形導致管孔中心錯位。二是殼體上的孔洞應全部開完，與之相連的排汽管道、疏水管道、水位計接管、凝汽器檢漏管道、水封管道、真空測量管道、抽真空管道等在殼體內部必須焊接完。在穿管前對照圖紙再次仔細核對清楚，防止遺漏的接管在管系安裝結束后開孔損傷管系，并且接管在殼體內部的焊縫將無法施焊，對機組安全運行埋下隱患。三是喉部與殼體間必須搭設耐火的隔離層對下方的管系進行防護。喉部或接頸內的安裝工作結束(包括開孔、接管安裝、再循環管道安裝、內置加熱器保溫罩的安裝、抽汽管道安裝、凝汽器與低壓缸連接等)且低壓缸扣蓋完后，先清理隔離層內的遺留物，再拆除隔離層，對于鋼板搭設的隔離層，最好在凝汽器不銹鋼管灌水查漏試驗時進行拆除，防止拆除過程中動用火焊、磨光機等產生的飛濺物或者拆除物傷及管系。

三 凝汽器管系安裝

不銹鋼管外觀檢查及性能試驗抽查合格，并且凝汽器驗收合格后即可進行凝汽器管系安裝工作，主要包括：穿管、脹管、切管、焊管、檢驗等工序。在不銹鋼管安裝中，質監員對安裝過程要進行監督，并對每道工序進行嚴格驗收。

（1）凝汽器穿不銹鋼管

首先穿管工作應在無風沙、雨雪侵襲的條件下進行，施工人員要戴脫脂手套，當被油脂污染時必須更換，嚴禁用手直接接觸不銹鋼管和管孔。前后管板在穿管前應使用儀用壓縮空氣或者小型吹風機對有浮塵的管孔進行吹掃，有條件的可以用白布以脫脂溶劑(酒精、丙醇等)擦拭，除去油污。穿管時應在兩端管板和各道隔板處都設專人，使穿管對準各道管孔，避免沖撞。其次穿管時一般應該先穿空冷區部分，這一區域前、后管板處安裝著小隔板和擋汽板，安裝焊接時容易變形，對中性差，穿管時要有專人在前后管板處引導、檢查，防止穿管受阻或劃傷不銹鋼管。再次穿管時一般按照從上到下的順序進行穿管。

（2）凝汽器脹管、切管、焊管

對于不銹鋼管式凝汽器來說，管系安裝一般采取脹焊的方式。管口及工器具的清理工作是脹管、切管、焊管三道工序的重中之重。因此施工環境應保持整潔、干燥，氣溫保持在0℃以上，前后管板處要搭設工作棚，避免風沙和氣溫劇變，影響施工質量。一是脹管前對不銹鋼管管口周圍使用儀用壓縮空氣或者小型吹風機或者吸塵器進行吹吸，在管孔和冷卻管之間不得存在粉塵等雜物，再用濃度大于95％酒精清理干凈。一般情況下，脹管每擴管1～3根后即用酒精清洗一次，脹管器可用酒精進行潤滑，嚴禁用黃油等油性物質做潤滑劑，防止焊接時出現氣孔等缺陷。二是脹口處應平滑光潔，無裂紋、毛刺和顯著的切痕。脹口的脹接深度按照制造廠要求進行，一般為管板厚度的75％～90％，但擴脹部分應在管板壁內不少于2～3mm，不允許擴脹部分超過管板內壁。脹接好的管子露出管板尺寸應符合制造廠家要求，廠家無要求時一般為0～0.5mm。三是管子脹好后即可切管，切管后的管口應該光潔、無毛刺。但是同一根不銹鋼管脹、切、焊不可同時進行，一側施焊時另一側嚴禁脹、切管等工作，防止熱膨脹引起的應力變形。切管工具必須用酒精徹底清洗干凈。注意切管時不得用切割機切割，以免粉塵飛入冷卻管與管板管孔之間，影響焊接質量。四是管子脹接和焊接程序應根據管束分組情況合理安排，不得因脹接和焊接程序不合理而造成管板變形：脹一側時，要有專人在另一側監視，防止不銹鋼管從該端旋出損傷。

四 結語

駐馬店古城電廠、國電永福電廠和大唐渭河發電廠凝汽器安裝采用本安裝工藝，安裝質量驗收良好，機組運行穩定，未發生凝汽器泄漏。不銹鋼管式凝汽器管系安裝過程看似簡單，實則工藝標準要求高，每一道工序環環相扣，任何一道工序出現問題，會直接影響到下一工序的實施。特別是切管這道工序，由于數量巨大，且不銹鋼的強度要比銅管高得多，所以施工人員往往采用切割機切管，以及在脹管過程中脹緊力不夠，不但影響了焊接質量，并且增加了焊接的難度。因此只有嚴格按照凝汽器管系安裝工序和工藝要求施工，才能保證管系的安裝質量。