超超临界锅炉安装监督检验中的缺陷分析

超超临界锅炉安装监督检验中的缺陷分析

自2003年以来，安徽省特种检验院和中国茶叶技术监督研究院对22台超（超）三座锅炉的安装进行了全过程的监控和测试。锅炉的制造商是哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂和东部锅炉厂。在监检过程中,发现很多原始制造缺陷,对其制造缺陷和问题进行了汇总、分析,为后续锅炉的安装监督检验提供一点借鉴,并对该类产品制造过程中的产品安全性能监督检验工作提出一些建议。1超超临界锅炉水冷壁系统与亚临界锅炉相比,超(超)临界锅炉在设计上有以下特点:在锅炉受压元件需要采用更高等级的材质,并需要更完善的强度设计和寿命分析,对主要部件的抗蠕变、疲劳、高温氧化与腐蚀性能等都提出了更高要求。1)超(超)临界锅炉的最大特点体现在水冷壁系统的设计。水冷壁管圈型式、质量流速、热偏差、流量分配等都是超(超)临界锅炉水冷壁设计的关键因素。因此,该类型锅炉的水冷壁中大量应用小径管、内螺纹管、节流圈、三叉管、异径管、混合器等部件;2)过热器、再热器及其连接管等材质繁多。目前超(超)临界锅炉主要部件的制造中,除选用亚临界锅炉常规选用的P/T22、SA-213TP304H、SA-213TP347H等材料外,还选用了一些高温蠕变性能、高温抗氧化性能更好的新型材料,如SA-335P91(SA-213T91)、SA-335P92(SA-213T92)等新型马氏体钢和SUPER304H、HR3C等新型奥氏体钢。2在制造质量试验中发现的规格超过标准2.1锅炉结构及设计特点因电站锅炉是按部件出厂,部件质量证明书较迟,产品安全性能监检证书更是滞后。有些厂家甚至在水压试验时还未有正式的锅炉总图,部分接管材质不明,这给安装、监检都带来了很多问题。了解、掌握锅炉的结构及设计特点是做好监检工作的前提之一,监检机构应对出厂资料如强度计算、设计图纸等予以充分重视;如某台超临界锅炉屏式过热器进口分配集箱,图纸中注明该部件材质为SA-335P22,而强度计算是按照SA-335P12材质来进行,明显不能满足要求,还有某些制造厂家提供的安装图纸中对管座的材质未标注,安装单位为抢进度,只能依靠现场光谱检测来确定材质,这都给安装质量留下了隐患。2.2关于制造质量1屏最东北部过渡段材质为12cr1mov,与锅炉厂及现场提供的材料无法配合使用众所周知,锅炉“四管”爆漏(水冷壁管、省煤器管、过热器管、再热器管,下同)仍居当前锅炉机组非计划停用原因的首位。《锅炉安装监督检验规则》要求监检机构对现场使用的锅炉部件进行外观检查,并对合金钢管材进行不少于5%的光谱抽查,但此项抽查不能代替安装单位的自查,按照DL647—2004《电站锅炉压力容器检验规程》的要求,建设单位应组织有资格的检验单位对产品的制造质量进行安装前的现场检验(即安全性能检验),每个环节都十分重要,现举出以下比较有代表性的缺陷供大家借鉴:(1)某发电有限公司1#锅炉后屏过热器共20屏,检测发现其中有8屏最外圈出口过渡段材质为12Cr1MoV,与锅炉厂提供的设计材质SA213—T91不符,12Cr1MoV材料的最高允许温度559℃,SA213—T91的最高允许温度561℃,该处的计算壁温为550℃,材料12Cr1MoV显然不能满足长期安全使用的要求;(2)某厂制作的分隔屏过热器进口端安装有规格不一的节流圈,经安装单位检查发现,该部件上的节流圈规格与图纸不符,这将直接导致蒸汽侧水力偏差增大,运行中管壁超温;(3)某厂制作的水冷壁弯管在安装现场水压试验进水时发现内弯环向开裂2/3,经检查该裂纹起源于2片水冷壁鳍片之间的接口部位,制作时漏焊导致应力与弯头处的应力叠加超过材料的强度极限导致管子开裂;(4)某超超临界锅炉前墙水冷壁下部焊口的底片显示在距焊缝约1.5～4mm处存在9条与轴线平行的条形缺陷,最长8mm,最短3mm;(5)受热面、集箱内洁净化措施执行不力,对于超(超)临界直流锅炉,锅炉受热面管路数量庞大,管路通径小,水冷壁的规格Φ38.1×9.0mm,通径只有20.1mm。而带截留孔板的管段通径只有7mm;同时一些三叉管、变径管的应用及小R管的大量应用极易导致通球不过,而现场曾对某工地通球未过的受热面管割口检查发现管内尚有制造厂通球后的钢球遗留;(6)某厂超超临界锅炉中隔墙上集箱的制造焊缝未焊满(长20mm,深2.5mm);(7)某超临界锅炉延伸侧墙进口右侧集箱炉后侧数第二个连接管接头角焊缝有1个Φ2mm深孔;(8)某超超临界锅炉中隔墙上集箱材质12Cr1MoV,吊耳材质15CrMo,而角焊缝的焊材为碳钢材料;(9)某超超临界锅炉汽水分离器内的附件与内壁连接角焊缝局部开裂;至于现场发现的其他问题如几何尺寸偏差,受热面管屏管端节距超标,管子外壁存在机械损伤,焊缝成形不良等缺陷更多,因此确实需要安装单位、建设单位、监检单位共同来把好关,不能把缺陷带到安装阶段。2生产销售高管无许可证的违法行为锅炉范围内管道中最主要的是四大管道、导汽管等,主要存在管件如弯头等质量差,材料以次充好等问题,国家质检总局曾通报了国内某些企业无制造许可证和伪造产地进行生产销售假冒进口P91无缝钢管的违法行为。安徽省某发电公司3#超临界锅炉末级过热器出口导汽管安装过程中发现,有3只进口导汽管和11只出口导汽管弯头存在裂纹现象,有28只出口导汽管存在硬度超标现象。3制造环节能力不足1)近几年是中国火电建设的高峰期,普遍为超临界、超超临界机组,对引进技术、国外开发的进口材料如T/P91及T/P92,国内对于这些钢材的使用性能及工艺性能、焊接性能研究尚未成熟;2)制造环节能力不足。几大锅炉厂大多只生产一些高端部件,其他基本外协,造成制造质量问题突出;外协单位的管理工艺、装备、人员技术水平等与几大锅炉厂相比均有较大差距;另一方面,制造厂也存在片面追求经济效益,忽视产品质量,削弱工厂质检人员作用的现象;3)监督检验人员水平有限,特别是对新材料如P91,P92等的组织、性能、检验方法、检验标准等掌握不够,技术水平很难适应,另一方面,产品监检的某些项目如出厂资料的审查、材料、焊接的控制、外观质量的检查以及管屏的水压试验等可能在实际操作过程中因工作量过大而流于形式。4改善产品安全性能监督检验的技术,提升管理水平1)制造厂应加强过程控制,各流转记录应真实可信,特别要重视原材料的入库前检验工作,谨防不合格材料流入产品制造工序,对焊接、热处理、装配、水压试验、通球等关键工序应严格执行工艺文件的要求,几大锅炉厂应加大外协厂家的技术指导和质量控制的力度,帮助外协厂家提高工艺水平,提高质量,这样也有利于我国锅炉整体装备制造业水平的提高;2)在产品安全性能监督检验过程中,监督检验人员不能停留于在制造厂提供的见证文件上签字,应注重现场检查,发现问题、解决问题。考虑到超(超)临界锅炉的特殊性,监检机构在监督检验开始前就应与制造厂就监检项目和方法进行沟通,明确检查的项目、抽检的数量、以及见证方式等,督促、帮助制造厂提高质量保证体系运转的质量,体现监检的服务性质;3)建设单位、安装单位应严格执行设备到货验收制度,加大安装前