融入信息化的鍋爐受熱面換管質量管控技術

杜承德

（華電國際鄒縣發電廠，山東鄒城 273522）

0 引言

燃煤鍋爐受熱面通常指水冷壁、省煤器、過熱器和再熱器。受熱面防磨、防爆檢查發現的缺陷超標管段，需單獨更換，一般稱為“受熱面換管”。受熱面換管涉及安裝、焊接、金屬檢測等多個專業，工序復雜，隱蔽點多，工藝要求高。當前超超臨界燃煤發電機組容量大，蒸汽參數高，對安全運行提出了更高要求，因此研究受熱面換管質量管控技術非常必要。

1 分析與防范質量風險

1.1 管段更換位置錯誤

錯割管子；割口位置出現偏差，超標缺陷管段未完全割掉。此類問題如不能及時發現并糾正，已發現的缺陷或隱患將威脅機組安全可靠運行。

發生原因：①檢查記錄錯誤；②現場缺陷標識錯誤；③管段更換前未現場核對。

防范措施：①對照檢查記錄，現場核對換管位置，檢查（測量）確認缺陷；②更換管段焊口位置應符合有關規程要求，且方便施工；③在確定切割的位置劃線，標記清晰，當場交底給作業人員并由其確認。

1.2 異物遺留在受熱面管內部

此類問題極易導致該管圈（段）堵塞、流量不足，最終過熱泄漏。異物如在入口聯箱出口管接頭部位堵塞，尤其是設計有節流孔（圈）的部位，會造成下游管段過熱爆管。

發生原因：①管口采用氣割，氧化鐵落入管口；②非水平管段割口順序錯誤，先切割上管口，后切割下管口，落入異物；③管口切割后封堵不規范、不及時，進入異物；④更換的新管內有異物；⑤坡口打磨期間進入異物；⑥操作不慎，管口內掉入異物，如切割機碎片、鋼磨頭等；⑦對口前未認真進行內部清理和排查。

防范措施：①受熱面管口、附件（鰭片、管夾等）切割須采用切割機，嚴禁氣割，如確因空間位置受限需采用氣割方式，必須經過審批，并落實有關檢查措施；②對于非水平管段，先割下管口，采用薄板臨時封堵后，再割上管口；③切割后，管口內及時塞入水溶紙，加裝金屬蓋，收工前貼“封條”，不定期檢查管口封堵的及時性和有效性；④坡口加工前做好封堵措施，在管口內塞入水溶紙，上部加裝帶防脫落裝置的膠皮墊，及時清理加工過程中產生的碎屑，嚴禁不采取封堵措施直接進行坡口加工。

若管口內意外進入異物，不得隱瞞，應如實匯報，結合現場制定措施，取出異物。新管段做通球試驗，并進行管內吹掃，確認管道內部暢通、無遺留異物后進行臨時封堵，等待對口。對口前管口內部異物檢查：采用宏觀檢查、內窺鏡等方式進行，確認管口內部干凈，無異物和其他異常情況。

1.3 材質使用錯誤

主要指受熱面管材及管口（附件）焊接的焊材不符合要求。若應使用高等級管材卻錯用低等級管材，會因管材性能不能滿足要求而失效。焊材用錯，則會直接影響焊口（縫）質量，通過射線探傷不易發現，但在機組運行中很快會導致焊口失效。

發生原因：①未對管材、焊材、附件進行光譜檢測；②焊接前未確認材質；③焊后未進行焊縫材質光譜檢測。

防范措施：①對接管口、新管、附件材質光譜檢測，確認材質，在現場部件上注明材質和安裝位置標記，并出具檢測報告；②對所用焊材進行光譜復核，在鋼板上堆焊，打磨后做光譜檢驗并出具報告；③根據焊接工藝要求，對預焊接的管材、附件與采用的焊材進行核對，應正確無誤；④對焊縫材質進行光譜復核，確認無誤。

1.4 安裝工藝不符合要求

受熱面換管，坡口加工質量、焊接間隙等如不符合要求，容易出現工藝缺陷，增大焊接應力，最終使焊口失效。

發生原因：工作人員技能不足或責任心不到位。

防范措施：①依據缺陷位置，對于切割后上、下游管段可能發生變形的位置，提前采取加固措施，避免管段變形導致對口困難；②檢查坡口加工形式、角度、偏斜度、鈍邊、內外光潔度等，確認符合要求；③正式對口前，檢查對口間隙、偏折度、錯口情況等，確認符合要求后方可正式對口。

1.5 焊接工作失控

如焊口檢測合格率低，不合格的焊口需返工，不僅浪費人力、物力，還有可能延誤工期。若焊口質量缺陷在運行期間暴露，則造成機組被迫停運。

發生原因：①沒有明確的焊接質量計劃；②作業人員執行程序不嚴格，關鍵工序降低工作標準或出現遺漏，焊接作業期間留下隱患，焊后檢查、探傷不能及時發現焊接缺陷。

防范措施：①由專業技術人員編制焊接質量計劃，明確質量要求，經審批后發至相關作業人員和驗收人員；②檢查焊接人員資質證書、交底、實際操作考試情況等，確認符合要求；③采用焊接專用水溶紙，由焊接作業人員制作，防止因氣室制作不規范影響焊接質量或導致管段堵塞；④監督進行焊前預熱和焊后熱處理，確認符合要求，防止因執行不到位或遺漏影響焊接質量。

受熱面管焊口須100%射線探傷合格。附件安裝焊縫，尤其是與受熱面管連接的焊縫，均進行探傷檢查，確認合格。

1.6 因換管產生新缺陷

主要包括管段切割過程中及焊接作業時誤傷相鄰管段、附件安裝質量問題等。如發現、處理不及時，這些缺陷被帶入機組運行中，同樣影響機組運行的安全可靠性。

發生原因：①作業人員施工工藝不當，野蠻施工；②因不重視受熱面附件的安裝質量而產生新的隱患。

防范措施：①對于切割機易誤傷到的相鄰管段，提前采取捆扎防磨瓦等方式進行防護；②管口切割后，檢查附近管段，如存在誤割傷部位，留存記錄并在新管對口前處理；③由具備資質的高壓焊工進行焊接，執行材質確認、預熱、熱處理、探傷等工序；④安裝后，對照原圖紙檢查，確認安裝正確；⑤檢查確認有無電焊誤傷的缺陷，如存在誤傷缺陷則如實記錄，處理后應驗收合格。

2 編制關鍵點控制流程

按照上述質量風險分析及防范措施，總結可能影響質量的關鍵點，按照受熱面換管工序，將各關鍵點依先后順序整理成控制流程（圖1），對受熱面換管作業步驟進行規范和引導，可避免因作業人員業務技能不足導致關鍵點遺漏。

3 編制關鍵點簽證卡

根據有關規程、規定，結合經驗、教訓，編制每一個關鍵點的控制要求，可統一關鍵點檢查人員的檢查標準，并實現對作業人員的引導，避免因人員業務技能不足導致關鍵點失控。例如“對口前管口內部異物檢查”簽證卡（表1）。

4 研究采用信息化手段實現管控

將關鍵點控制流程及簽證卡與信息化技術相融合，研究通過信息化手段強化受熱面換管作業的質量管控。研究開發管理軟件，實現PC 端、手機移動端協同應用、信息同步。將控制流程、簽證卡植入軟件中，控制流程中每一個關鍵點都是一道“關卡”。在關鍵點的執行上，作業負責人通過移動端即時記錄，確認簽字；在質檢點的驗收上，驗收人員現場見證，并在移動端簽字確認。移動端數據一次錄入、保存，信息共享。出現跨越關鍵點時，系統給出提醒，閉鎖下一步工作。從管理手段上引導和監督作業人員、驗收人員責任到位。

圖1 鍋爐受熱面換管質量控制流程

表1 鍋爐受熱面換管質量關鍵點簽證卡

5 結語

受熱面換管關鍵點控制流程及簽證卡的信息化技術研究，可實現作業指導功能，規范檢修人員、驗收人員作業行為，將有益于鍋爐受熱面及其他承壓部件、管段更換工作的質量控制。同時可減輕工作人員的資料整理負擔，提高工作效率。