電站鍋爐聯箱的缺陷檢驗及修復

李浩 張洪濤 朱學鋒

摘要：電站鍋爐質量的好壞直接影響到鍋爐的質量以及能否確保鍋爐安全經濟運行。為確保電站鍋爐的安全性能，電站鍋爐產品的制造、安裝質量尤其重要。在制造、安裝環節中，國家實行制造、安裝資格許可制度和產品安全性能強制監督檢驗制度，其中電站鍋爐產品安全性能及安裝監督檢驗是保證電站鍋爐安全性能的重要手段。基于此，本文主要對電站鍋爐聯箱的缺陷檢驗及修復進行分析探討。

關鍵詞：電站鍋爐;聯箱缺陷檢驗;修復

1、鍋爐的基本情況及發現的缺陷

1.1鍋爐的基本情況

鍋爐型號：YG-410/9.8-M，鍋爐連續蒸發量410t/h，鍋筒工作壓力11.28MPa，過熱蒸汽壓力9.8MPa，給水溫度227℃，過熱蒸汽溫度540℃，自然循環，投用日期1996年。

1.2鍋爐檢驗及缺陷情況

檢驗時我們重點對鍋爐的鍋筒、集箱、下降管、受熱面管子、四大管道進行檢驗。鍋爐的鍋筒重點檢驗內壁是否有腐蝕、裂紋等情況，汽水分離設備連接焊縫是否開裂，鍋筒上的安全閥、向空排汽閥、給水、加藥等管座是否存在裂紋缺陷，集中下降管的角焊縫是否存在缺陷等。集箱的管座焊縫是否存在裂紋，重點部位是安全閥的管座焊縫、對空排汽管座焊縫、減溫器的給水管座焊縫，主汽管道的高溫蠕變和彎頭部位的磨損情況等。

采用的主要檢測方法有：目視檢測、尺寸測量、無損探傷、金相檢測、硬度測量、厚度測試、內窺鏡檢測等方法。根據超聲波探傷，發現鍋爐集汽聯箱的對空排氣管座根部內壁存在缺陷，根據產生的位置，判定為裂紋。

1.3產生缺陷原因

將管座割除后發現，聯箱開孔四周存在十幾條放射狀裂紋，有4條裂紋已經裂透貫穿整個聯箱壁厚，在內壁的張口尺寸大于外壁且長度長于外壁，表明裂紋從內壁開始開裂。裂紋沿聯箱開孔徑向在外壁的最大尺寸為6mm，用反光鏡從內壁觀察和用超聲波探傷檢查，內壁多條裂紋沿管孔周圍擴展長度約有30mm～50mm。初步分析產生裂紋的原因為該處受開關對空排汽時交變溫度和交變應力的影響。該處對空排汽閥門開關頻繁，閥座承受排汽時的反沖力，溫度交替升降，又產生溫差應力。

聯箱和管座的材質均為12Cr1MoVG，集汽聯箱的規格為Φ325mm×40mm，對空排汽管座的規格為Φ133mm×13mm。由于管孔開裂嚴重，而本次大修又不能對聯箱進行更換，決定對該段聯箱進行更換并更換管座，更換的聯箱短節與管座與原聯箱及管座材質、規格均相同，并應對其它管座進行詳細檢查。

2、缺陷的焊接修復

2.1焊前準備

①以對空排汽管孔外壁向左右相鄰導汽管外壁各1/2處為切割點，割除原聯箱短節，備換短節亦按此長度選取。更換的聯箱管段采用與原聯箱同樣材質規格的鋼管，使用前進行材質分析、機械性能試驗，參照JB3375標準驗收合格方可使用。

②焊接嚴格執行《火力發電廠焊接技術規程》DL/T869-2012（標準更新）標準。采用熱切割方法制備對接坡口，坡口形式見圖3，切割時需留出加工余量，然后用磨光機去處理淬硬層并修磨坡口表面。

③對聯箱短節端面、內外壁進行詳細檢驗，不得有缺陷存在。機械加工排汽管管孔，機械清理管孔周圍，滲透檢驗管壁及周圍無缺陷存在。坡口處母材應無裂紋、重皮、損傷及毛刺等缺陷，滲透檢驗沒有裂紋存在。每個焊口至少3處，且互呈120°角度分布。注意不得強力對口，其對口錯邊量要小于1mm。

④焊工要持有質量技術監督部門核發的特種設備焊工合格證書，并具有相應材質級別、規格及位置的合格項目。焊工焊前練習確認合格后方能正式施焊。

⑤焊條和焊絲應參照JB3375標準進行入廠檢驗。焊絲在使用前需用紗布將表面清理干凈，焊條在使用前應按規定要求進行烘干，并放于保溫筒中帶入現場隨用隨取，所用的焊條要有質量合格證書且存放年限不超過年，焊條重復烘干的次數不得超過2次。

⑥X7-400逆變焊機兩臺，氬弧焊設備兩套。電熱毯及加熱控制設備一套。焊前采用電阻加熱方式預熱250℃～300℃，并保持焊接過程中的層間溫度不低于該溫度。

2.2焊接工藝

①管座焊接

焊接方法為手工電弧焊，焊接材料為焊條選用R317，規格為Φ2.5mm、Φ3.2mm。焊條在使用前要經過350℃×2h烘干，并放于保溫筒中帶入現場隨用隨取。焊接前采用電熱毯預熱聯箱焊接處，預熱溫度為200℃。焊接過程中嚴禁在非焊接處引熄弧。管座與聯箱的角焊縫其焊角高度要大于管座的壁厚，焊縫表面與管座表面形成的角度要保證焊角均勻，管端開V型坡口以利焊透，其焊縫表面圓滑過度。

②集箱管段對接

清理出坡口及其周圍15mm范圍內油跡、銹污，直至露出金屬光澤。著色檢驗沒有裂紋存在，點固不得少于3點，每點長度不少于20mm長。焊接方法為氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面。焊絲使用前將表面清理干凈，焊條在使用前要經過350℃×2h烘干，并放于保溫筒中帶入現場隨用隨取。

焊接前采用電熱毯預熱聯箱焊接處，預熱溫度為200℃。焊接規范為：焊絲，電流70A～90A，氬氣流量9L/min～11L/min;Φ2.5mm焊條，電流80A～90A;Φ3.2mm焊條，電流90A～110A。焊接過程中焊工要嚴格自檢，焊接時兩名焊工對稱焊接，注意接頭質量和清渣，收弧時要填滿弧坑，防止弧坑裂紋產生。焊后及時進行熱處理，熱處理時的加熱寬度從焊縫中心線算起每側不小于150mm，恒溫時的保溫寬度每側不小于300mm。

3、結論與建議

①鍋爐上的排汽管座、安全閥座、噴水減溫器的給水管座等易于發生應力集中的部位，檢驗時應重點檢查。

②下次小修時對該集箱修復短節焊縫要加強檢查，建議下次大修更換該聯箱。對鍋爐缺陷的修復，應查明原因，執行更為嚴格的修理工藝，修復時應注意防止變形、應力集中、裂紋等新缺陷的產生。

參考文獻：

[1]姜磊，楊俊保.電站鍋爐故障診斷技術的發展[J].上海電力學院學報，2010，26（6）：542-544.

[2]花偉.鍋爐混合智能故障診斷技術的研究[D].南京：南京工業大學，2006.

（作者單位：1青島市特種設備檢驗檢測研究院;2青島市電梯安全應急和監控中心）