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    電站鍋爐主蒸汽管道的定期檢驗(yàn)

    在熱力發(fā)電廠中，輸送高溫高壓過熱蒸汽的主蒸汽管道工作的可靠性，不僅直接影響鍋爐的安全運(yùn)行，而且對(duì)整個(gè)熱力發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。筆者結(jié)合有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和多年實(shí)際工作經(jīng)，輸送高溫高壓過熱蒸汽的主蒸汽管道工作的可靠性，不僅直接影響鍋爐的安全運(yùn)行，而且對(duì)整個(gè)熱力發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。筆者結(jié)合有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，就主蒸汽管道的定期檢驗(yàn)程序、內(nèi)容、方法等談?wù)剛€(gè)人看法，供同行。

　　1檢驗(yàn)前的準(zhǔn)備在鍋爐大修前，提前進(jìn)人現(xiàn)場(chǎng)了解大修計(jì)劃，商定檢驗(yàn)日期，指定檢測(cè)部位。對(duì)劃定的檢測(cè)區(qū)域及監(jiān)察管段的保溫層要拆除，露出蠕變測(cè)點(diǎn)。查閱原始資料，了解主蒸汽管道的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、材質(zhì)、壁厚以及安裝質(zhì)量和歷次檢修、檢驗(yàn)質(zhì)量狀況，審查有關(guān)運(yùn)行記錄，詳細(xì)了解運(yùn)行過程中的超溫情況，并制定切實(shí)可行的檢驗(yàn)方案。

　　2檢驗(yàn)內(nèi)容及方法2.1支吊架及保溫層的檢運(yùn)行過程中一般每隔2 ~3年應(yīng)對(duì)支吊架的工作狀態(tài)進(jìn)行檢、調(diào)整。鍋爐出口鉚定點(diǎn)處的主蒸汽管道在任何溫度情況下應(yīng)沒有位移。支吊架應(yīng)無彎曲、變形、脫空等現(xiàn)象。彈簧和彈簧盒傾斜偏差不得超過允許數(shù)值，彈簧如被完全壓縮或松弛不受力時(shí)，說明支吊架情況己與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)明原因予以消除。

　　主蒸汽管道的保溫層應(yīng)嚴(yán)密完整，不得有開裂、脫落現(xiàn)象，外表面光潔并有標(biāo)示顏色。保溫層應(yīng)有較高的保溫性能，保溫層表面溫度應(yīng)盡可能維持在不高于環(huán)境溫度加25，以減少熱損失。

　　2.2外部宏觀檢對(duì)拆除保溫層的指定檢測(cè)管段進(jìn)行宏觀檢查：管道表面及焊縫應(yīng)無裂紋、尖銳劃痕等缺陷，對(duì)點(diǎn)狀腐蝕情況應(yīng)詳細(xì)記錄。管道應(yīng)無明顯的彎曲、變形，凹陷深度不得超過1.5mm，凹陷大尺寸不應(yīng)大于管道周長的5%，且不大于40mm. 2.3測(cè)厚及無損探傷檢查測(cè)厚及無損探傷檢的重點(diǎn)是合金異徑管道外彎面、三通肩部和焊縫等應(yīng)力較高的部位。一般運(yùn)行5x104h應(yīng)進(jìn)行首次檢驗(yàn)，以后每運(yùn)行2~3年應(yīng)檢~次。

　　壁厚的檢測(cè)應(yīng)有代表性，對(duì)安裝時(shí)選用管壁厚度為大負(fù)公差的監(jiān)察管進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)厚。應(yīng)重點(diǎn)抽查外部宏觀檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的腐蝕區(qū)及懷疑部位，其余管段應(yīng)根據(jù)情況實(shí)行定點(diǎn)和非定點(diǎn)測(cè)厚。為確保數(shù)據(jù)的代表性，應(yīng)有足夠的測(cè)厚點(diǎn)數(shù)，以檢確認(rèn)主蒸汽管道壁厚能否滿足強(qiáng)度要求，是否有充足的腐蝕裕量。

　　無損探傷檢應(yīng)以表面探傷為主，必要時(shí)也可對(duì)焊縫內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行探傷檢查。表面探傷宜采用磁粉探傷，比例不少于20%；焊縫內(nèi)部質(zhì)量的檢測(cè)一般可采用超聲波、7射線探傷法，對(duì)壁厚較薄的主蒸汽管道也可采用X射線探傷法，檢測(cè)比例不少于20%焊縫長度。

　　蠕變檢每次大修時(shí)須進(jìn)行蠕變測(cè)量。為做好蠕變檢工作，蠕變測(cè)點(diǎn)處的絕熱保溫材料一般采用超細(xì)礦渣棉以便于識(shí)別和拆裝，運(yùn)行中應(yīng)套上保護(hù)罩，并用一段薄鋼板專門隔開，拆裝時(shí)應(yīng)小心，不碰傷半圓形固定測(cè)鈕及其圓形凸頂，以免影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。測(cè)量工作應(yīng)由專人采用專用千分卡測(cè)量以獲得準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)并整理、計(jì)算，出具蠕變速度及蠕變變形量報(bào)告，建立專門的蠕變技術(shù)檔案。進(jìn)行蠕變測(cè)量時(shí)，必須同時(shí)測(cè)量該點(diǎn)的管壁溫度，并將測(cè)量結(jié)果換算到0時(shí)的管道直徑。

　　根據(jù)電力部門的規(guī)定，鍋爐設(shè)備運(yùn)行10*，主蒸汽管道蠕變變形量不應(yīng)超過1%，當(dāng)蠕變速度超過該數(shù)值時(shí)，其測(cè)量間隔時(shí)間應(yīng)縮短至4000h.金相檢和硬度試驗(yàn)為了掌握主蒸汽管道在高溫長期運(yùn)行中，金屬組織力學(xué)性能是否改變，是否產(chǎn)生了不允許的微觀缺陷，因此在運(yùn)行4xl04h后應(yīng)進(jìn)行首次檢和試驗(yàn)，以后重復(fù)檢查的時(shí)間，應(yīng)根據(jù)上次檢結(jié)果和運(yùn)行狀況分析后再確定。對(duì)發(fā)現(xiàn)有損傷的部位，2 ~3年后須進(jìn)行組織復(fù)。方法是：對(duì)焊縫，去掉加強(qiáng)面后做復(fù)膜金相；對(duì)彎管，則主要用復(fù)膜金相檢外弧受拉面上變形或應(yīng)力大處的金相組織及其損傷程度。對(duì)于含鉻鉬的低合金鋼蒸汽管道，應(yīng)檢分析珠光體球化及其組織變化情況。同時(shí)，由于合金鋼主蒸汽管道的金屬顯微組織可因安裝時(shí)熱處理工藝掌握的程度不同而有較大的差別，所以必須與安裝時(shí)備存的金相檢、力學(xué)性能報(bào)告進(jìn)行對(duì)比分析。

　　2.6割管檢割管檢是指工作溫度大于450*的主蒸汽管道，經(jīng)長期運(yùn)行后，有必要進(jìn)行的一種破壞性檢。它是在確定監(jiān)察段對(duì)整條管道具有代表性后，切割部分監(jiān)察段（連同焊縫），制成試樣并進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，以掌握主蒸汽管道的力學(xué)性能和組織變化。監(jiān)察段的割管檢時(shí)間應(yīng)根據(jù)管道平均汽溫、累計(jì)超溫情況以及管道的金相檢和硬度試驗(yàn)結(jié)果和蠕變速度等綜合考慮。正常情況下，可在運(yùn)行6xl04h后進(jìn)行一次割管檢，以后可根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果及運(yùn)行情況縮短至3xl04h左右進(jìn)行一次，其檢試驗(yàn)項(xiàng)目一般包括：常溫力學(xué)性能、金相及碳化物分析、硬度試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)等。

　　2.7材質(zhì)鑒定材質(zhì)鑒定是指主蒸汽管道在接近、達(dá)到、超過設(shè)計(jì)壽命以及蠕變速度達(dá)到10*％/h或?qū)崪y(cè)蠕變變形量達(dá)到1%時(shí)，對(duì)主汽管道切割有代表性的管段進(jìn)行組織性能試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出長期運(yùn)行后材質(zhì)的組織性能水平，并與歷次切割段數(shù)據(jù)做比較，決定可繼續(xù)安全運(yùn)行的時(shí)間。由于持久強(qiáng)度外推的時(shí)間間隔一般為l5h，所以每次切割段試驗(yàn)所能決定的繼續(xù)安全運(yùn)行的時(shí)間也是l5h.這一方法，僅是材質(zhì)方面的鑒定，無法考慮不均勻分布的附加應(yīng)力對(duì)蠕變的影響，因而只能判定應(yīng)力分布均勻的直管壽命。其檢測(cè)項(xiàng)目應(yīng)包括：化學(xué)成分分析、常溫力學(xué)性能、高溫力學(xué)性能、金相檢、碳化物相成分和結(jié)構(gòu)分析、蠕變極限和持久強(qiáng)度。對(duì)已運(yùn)行10*鋼主蒸汽管道，經(jīng)檢符合下列條件時(shí)，一般可繼續(xù)運(yùn)行至2x105h：①實(shí)測(cè)蠕變變形量小于* 5%或大蠕變速度小于0.5xl05%/h.②監(jiān)察段鋼中碳化物內(nèi)含鉬量占鋼中總含鉬量的比值：對(duì)12CrM、15CrM鋼不超過70%，對(duì)12CnMoV鋼不超過65%.③監(jiān)察段金相組織未嚴(yán)重球化。

　　3建議3.1抓好新建主蒸汽管道的安裝質(zhì)量，對(duì)有關(guān)的設(shè)計(jì)文件、材質(zhì)證明、施工記錄和各種原始檢測(cè)、試驗(yàn)記錄進(jìn)行搜集、整理并建立檔案。在運(yùn)行過程中嚴(yán)格執(zhí)行定期檢驗(yàn)制度，對(duì)檢中發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)及時(shí)解決、處理，確保安全。

　　3.2嚴(yán)格控制運(yùn)行溫度，防止超溫現(xiàn)象發(fā)生。運(yùn)行溫度是影響主蒸汽管道壽命的主要因素，溫度越高，蠕變速度越快。同時(shí)，溫度也是影響鋼材老化速度的重要因素，溫度越篼，鋼材的組織性質(zhì)變化速度愈快。根據(jù)拉爾森一米列爾公式可以得知，當(dāng)主蒸汽管道鋼材工作溫度提高10，壽命要縮短一半。

　　3.3控制好主蒸汽管道的整體應(yīng)力，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)力集中部位的檢測(cè)。應(yīng)力對(duì)主蒸汽管道的影響主要是加速蠕變，局部部位應(yīng)力集中，容易導(dǎo)致該部位過早地蠕變破壞。

　　3.4避免鍋爐頻繁啟停。鍋爐的啟停和調(diào)峰運(yùn)行，將導(dǎo)致主蒸汽管道合金彎頭某些部位（如開孔、接管和合金彎管等局部峰值應(yīng)力區(qū)域）產(chǎn)生應(yīng)力交變，易導(dǎo)致主蒸汽管道合金三通產(chǎn)生蠕變疲勞交互作用下的損失。蠕變疲勞交互作用將使主蒸汽管道合金管件的壽命比單純蟠變條件下（即穩(wěn)定運(yùn)行工況下）的壽命要短得多。