電站余熱鍋爐分汽缸檢修方案

張慧（云南錫業建設集團有限公司，云南紅河 661000）

電站余熱鍋爐分汽缸檢修方案

張慧（云南錫業建設集團有限公司，云南紅河 661000）

余熱鍋爐是化工行業的節能設備，在當今節能減排的時代，有著廣泛的用途。本文敘述了某磷肥廠電站余熱鍋爐分汽缸檢修的施工工藝，該工藝對保證分汽缸檢修工作符合生產及安全要求，有一定的參考價值。

分汽缸；焊接；熱處理

1 檢修概況

1.1 分汽缸主要參數

設計壓力 4.2MPa 設計溫度 470℃

最高工作壓力 3.82MPa 最高工作溫度 450℃

接管材質 15CrMoG 法蘭材質 15CrMo

1.2 檢修內容

更換分汽缸接管原公稱壓力為6.4MPa法蘭，更換為同直徑公稱壓力10.0MPa的法蘭。

2 檢修步驟

3 主要檢修方法

3.1 停汽、泄壓

分汽缸停止工作后，進行泄壓工作。泄壓工作通過打開放空閥、疏水閥完成。注意排汽口處拉設安全警戒線，防止蒸汽噴傷路邊行人或損壞設備。

3.2 材料驗收

材料包括新法蘭及焊絲、焊條，驗收應檢查其規格、型號及外形尺寸，并看其產品合格證及出廠資料。且用光譜法復查材質。材料檢驗合格后才能進行下一步工作。

3.3 新法蘭內壁加工

新法蘭公稱壓力大于原法蘭，故其壁厚大于對應的分汽缸接管壁厚3-5毫米，使法蘭內壁與分汽缸接管內壁錯邊超過標準，導致焊縫不能全焊透，使焊縫質量不能滿足檢驗標準及使用要求，所以新法蘭內壁應機械加工，使其內壁與分汽缸接管內壁齊平，加工尺寸見下圖。

法蘭內壁加工示意圖

3.4 分汽缸接管原法蘭切除

接管法蘭因檢修現場條件限制，只能用氧-乙炔焰氣割法切除。因接管材質及法蘭為有淬硬傾向的15CrMo，加熱后易產生裂紋，所以切除前應將接管及法蘭預熱150-200℃。

3.5 打磨坡口

3.5.1 法蘭在制造廠已加工好坡口，按照焊接技術規范和焊接工藝指導書要求對分汽缸管口打磨坡口。打磨坡口前先用綿紗或編織袋等將管口蓋好，以防打磨坡口時雜物進入分汽缸。

3.5.2 分汽缸接管材質為有淬硬傾向的15CrMoG，所以坡口打磨好后，要對接管坡口及附近的20mm內直管進行100%外觀檢查，應無毛刺、重皮、坡口損傷等缺陷，外檢合格進行磁粉或著色探傷，檢查范圍內無裂紋，合格才能進行下步工作。

3.6 部件進行組對

3.6.1 組對前把坡口及鄰近的20毫米表面的污垢、銹蝕物、油漬、防銹漆等清理干凈。

3.6.2 用葫蘆將法蘭吊裝到安裝位置。調整法蘭，使其與分汽缸接管的位置數值符合以下規定：

I、外壁錯邊：≤10%壁厚+1，不超過1mm；

II、法蘭端面不水平度不應超過1/100，且不超過2mm；

III、管端間隙符合焊接工藝指導書要求，誤差不超過0.5 mm；

（3）前述工作完成后即可對法蘭和管口進行點焊。點固焊操作使用與正式焊相同的焊材及焊接工藝。

3.7 焊接

3.7.1 本次檢修用的是鉻鉬鋼耐熱鋼焊條，使用前應在焊條烘烤箱烘焙，烘焙溫度350℃，烘焙時間1小時。為防止烘干的焊條在空氣中受潮，烘干的焊條要放于焊條保溫筒內，保溫桶溫度約130℃，焊工每次取出焊條不多于3根。焊絲使用前應清潔，使表面露出金屬光澤。

3.7.2 焊接前查看點固焊縫，若發現不允許缺陷，應徹底消除。

3.7.3 各項工作就緒后進行焊接，按焊接工藝指導書的要求施焊。

3.7.4 焊接時引弧只能在玻口范圍內進行，而且不能讓電弧擦傷母材。

3.7.5 多層多道焊，多層多道焊，焊縫相鄰接頭必須錯開不重合。每一層焊完后及時清理層間，進行外觀檢查，有不允許缺陷立即消除后才能接著施焊下層。

3.7.6 直徑超過194mm的接管，應該是兩人對稱焊接，讓焊件均勻加熱，從而減少焊接殘余應力，提高焊接質量。

3.7.7 為保證層間溫度，焊接應連續進行。焊接過程如中斷，應把焊口及附近加熱至300℃后，用約50 mm的保溫棉包扎，進行緩冷。繼續焊時，要經表面無損檢測，確認無裂紋才能施焊。

3.7.8 收弧時熔池，應該充滿，不能產生弧坑。

3.7.9 每條焊縫施焊完成，焊工自檢合格，在焊縫旁打上焊工鋼印。

3.8 焊縫檢驗

焊縫要求連續、致密、焊透。質檢員對焊縫應進行100%外觀檢查，無損檢測人員做如下工作：

3.8.1 因本次檢修用焊材是合金鋼焊條（絲），所以焊后應用100%光譜分析法復檢焊縫材質，應與母材一致。

3.8.2 分汽缸法蘭接管間距離很近，無法進行射線探傷操作。所以分汽缸與法蘭焊縫進行100%超聲波探傷及100%磁粉探傷，達到I級焊縫要求.

3.8.3 焊縫經檢驗不符合規定的質量等級，要遵照以下規定進行返修：

I、徹底清除缺陷。

II、制訂返修工藝規程并按工藝規程操作。

III、焊縫任何位置不得進行三次以上返修。

IV、經過熱處理才進行返修的焊縫，修復后要重新熱處理。

3.9 焊縫焊后熱處理

分汽缸接管及法蘭材質都有淬硬傾向，焊縫需進行及時進行熱處理，改善焊件的組織和性能，避免出現裂紋。

3.9.1 熱處理方法

熱處理方法：對焊縫進行高溫回火，細化晶粒，減少殘余應力。

3.9.2 熱處理溫度

因鉻鉬鋼焊后再加熱在500-600℃之間是最易產生再熱裂紋，故盡量提高這一溫區附近盡量提高升、降溫速度，且不在此溫度區間停留。熱處理溫度參照焊接工藝評定，并符合焊接工藝規程要求；

3.9.3 升、降溫速度、恒溫時間

焊件溫度升到300℃以上時，控制升溫速度，使其須≤220℃/h；熱處理溫度下的恒溫時間：壁厚≤12.5 mm，不少于30 min，壁厚12.5-25 mm時，不少于60 min，在恒溫期間內溫度變化＜50℃；冷卻開始時，控制冷卻速度≤260℃/h，300℃以下時冷卻速度不作要求。

3.9.4 加熱范圍

本次檢修接管壁厚8-12 mm，所以加熱寬度以焊縫中心線為基準，每邊大于100mm。

3.9.5 溫差控制

熱處理過程中加熱部分溫度應均勻，接管、法蘭內外壁任意兩點的溫差應＜50℃。

3.9.6 安裝熱電偶

i、熱處理過程用接觸法測溫，測溫儀表選用K型熱電偶。

ii、熱電偶盡可能垂直安裝，其測量端位置應符合要求，焊縫與熱電偶接觸處要打磨光滑，使二者能貼緊。熱電偶與加熱器間用絕熱材料隔開，使熱電偶能正確反映焊縫溫度。管道公稱直徑≥DN250 mm的，沿焊縫徑向對稱安裝2個以上熱電偶，其中一個位于焊縫中心，其余安在母材靠近熔合線處。

iii、1個溫控回路控制多個焊件進行處理時，熱電偶的安裝位置根據設置的參數確定，確保處理后的焊縫性能滿足規定要求。

3.9.7 安裝繩形加熱器

i、加熱器接貼緊焊件表面綁扎，焊件加熱范圍內表面影響光潔度的飛濺、焊瘤等要清理干凈。

ii、電加熱器安裝好后，將其接到根據設置好溫度曲線的溫控電源相應的輸出插座上。

3.9.8 安裝保溫材料

焊縫兩側包裹保溫材料的范圍150 mm以上。保溫厚度約50 mm為宜。

3.9.9 實時監控

i、熱處理過程，應具有詳細的熱處理操作的記錄和統計，操作人員每小時熱處理現場檢查1次，并記錄時間和溫度

3.9.10 硬度檢測

I、焊件熱處理后冷卻至環境溫度時，測量前述焊件加熱區的硬度值以確定熱處理效果。

II、檢測儀器選用里氏硬度計，檢測數量為熱處理焊口總數的100%，接管直徑≥273 mm時，檢測部位在2處以上，檢測點沿圓周均勻布置。

III、檢測前用硬度計檢測標準試塊，檢測誤差應小于± HL12，才能檢測用于檢測焊件。否則應將硬度計送相關部門修理并重新檢定，檢定合格方可用于焊件檢測。

IV檢測硬度時先把焊縫及熱影響區上選定的測量部位用角磨機進行打磨，形成直徑不小于15mm的光滑平面作測量點，測量點平面粗糙度應≤1.6μm。每個點檢測7次以上，舍棄極值，取其余5個數據的平均值作為一個檢測數據。硬度計沖頭任意兩次在工件上的撞擊點中心間距應不小于3 mm。測量完成后打印數據，數據值應是布氏硬度HB。

V、加熱區硬度值應低于HB270，但應大于母材硬度值的90%。硬度超過HB270的焊縫必須返工。由于熱處理參數不當致使焊接接頭部位過熱的焊口，要切除該焊口及過熱區部位，用新材料重新焊接。

3.9.11 水壓試驗

焊縫檢驗合格后，按照技術標準和要求進行水壓試驗，試驗要求如下：

（1）在水壓時各閥門處于正確開閉位置，需有兩塊檢定合格的壓力表。

（2）拆卸分汽缸的一個接管連接閥后的管道，把此閥打開排汽，然后向分汽缸注水，至排氣閥溢水后，關閉排氣閥，停止注水，檢查分汽缸有無泄漏。

（3）確定焊縫和法蘭連接部位無滲水后開始升壓，升壓應緩慢，升壓速度低于0.2MPa/min。

（4）升壓分階段進行：第一階段壓力0.4 MPa時，進行檢查，若無泄漏，進入第二階段；第二階段升到3.82MPa進行檢查，若正常進入第三階段；第三階段升至試驗壓力5.25MPa，20分鐘后降至3.82 MPa。

（5）在壓力3.82 MPa時保持30分鐘進行檢查，重點部位是焊縫、法蘭、閥門。分汽缸壓力不降、沒有泄漏、無變形，試壓過程沒有不正常聲音，則認為水壓試驗合格。試驗后試驗合格及時把水放盡，吹干分汽缸。

（6）對試壓中出現滲水的焊縫及法蘭，應分汽缸內的水排凈后，才能修理。

按照上述工藝檢修完成，投入運行后分汽缸使用狀況良好，無異常。

［1］《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》（TSG D0001-2012）.

［2］《火力發電廠焊接技術規程》（DL/T 869-2012）.

［3］《承壓設備無損檢測》（JB/T 4730-2005）.

［4］《火力發電廠焊接熱處理技術規程》（DL/T 819-2010）.