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    電站鍋爐主蒸汽管道的定期檢驗

    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行，而且對整個熱力發(fā)電系統(tǒng)的正常運轉(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行，而且對整個熱力發(fā)電系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)至關(guān)重要。筆者結(jié)合有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和多年實際工作經(jīng)驗，就主蒸汽管道的定期檢驗程序、內(nèi)容、方法等談?wù)剛€人看法，供同行。

　　1檢驗前的準(zhǔn)備在鍋爐大修前，提前進(jìn)人現(xiàn)場了解大修計劃，商定檢驗日期，指定檢測部位。對劃定的檢測區(qū)域及監(jiān)察管段的保溫層要拆除，露出蠕變測點。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、檢驗質(zhì)量狀況，審查有關(guān)運行記錄，詳細(xì)了解運行過程中的超溫情況，并制定切實可行的檢驗方案。

　　2檢驗內(nèi)容及方法2.1支吊架及保溫層的檢運行過程中一般每隔2 ~3年應(yīng)對支吊架的工作狀態(tài)進(jìn)行檢、調(diào)整。鍋爐出口鉚定點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，說明支吊架情況己與設(shè)計不符，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外部宏觀檢對拆除保溫層的指定檢測管段進(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，對點狀腐蝕情況應(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測厚及無損探傷檢查測厚及無損探傷檢的重點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。一般運行5x104h應(yīng)進(jìn)行首次檢驗，以后每運行2~3年應(yīng)檢~次。

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

　　無損探傷檢應(yīng)以表面探傷為主，必要時也可對焊縫內(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)量的檢測一般可采用超聲波、7射線探傷法，對壁厚較薄的主蒸汽管道也可采用X射線探傷法，檢測比例不少于20%焊縫長度。

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

　　根據(jù)電力部門的規(guī)定，鍋爐設(shè)備運行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，其測量間隔時間應(yīng)縮短至4000h.金相檢和硬度試驗為了掌握主蒸汽管道在高溫長期運行中，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，因此在運行4xl04h后應(yīng)進(jìn)行首次檢和試驗，以后重復(fù)檢查的時間，應(yīng)根據(jù)上次檢結(jié)果和運行狀況分析后再確定。對發(fā)現(xiàn)有損傷的部位，2 ~3年后須進(jìn)行組織復(fù)。方法是：對焊縫，去掉加強面后做復(fù)膜金相；對彎管，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，由于合金鋼主蒸汽管道的金屬顯微組織可因安裝時熱處理工藝掌握的程度不同而有較大的差別，所以必須與安裝時備存的金相檢、力學(xué)性能報告進(jìn)行對比分析。

　　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，以掌握主蒸汽管道的力學(xué)性能和組織變化。監(jiān)察段的割管檢時間應(yīng)根據(jù)管道平均汽溫、累計超溫情況以及管道的金相檢和硬度試驗結(jié)果和蠕變速度等綜合考慮。正常情況下，可在運行6xl04h后進(jìn)行一次割管檢，以后可根據(jù)檢驗結(jié)果及運行情況縮短至3xl04h左右進(jìn)行一次，其檢試驗項目一般包括：常溫力學(xué)性能、金相及碳化物分析、硬度試驗、蠕變試驗等。

　　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)計壽命以及蠕變速度達(dá)到10*％/h或?qū)崪y蠕變變形量達(dá)到1%時，對主汽管道切割有代表性的管段進(jìn)行組織性能試驗，根據(jù)試驗結(jié)果得出長期運行后材質(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)安全運行的時間。由于持久強度外推的時間間隔一般為l5h，所以每次切割段試驗所能決定的繼續(xù)安全運行的時間也是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。其檢測項目應(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、蠕變極限和持久強度。對已運行10*鋼主蒸汽管道，經(jīng)檢符合下列條件時，一般可繼續(xù)運行至2x105h：①實測蠕變變形量小于* 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12CrM、15CrM鋼不超過70%，對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，對有關(guān)的設(shè)計文件、材質(zhì)證明、施工記錄和各種原始檢測、試驗記錄進(jìn)行搜集、整理并建立檔案。在運行過程中嚴(yán)格執(zhí)行定期檢驗制度，對檢中發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)及時解決、處理，確保安全。

　　3.2嚴(yán)格控制運行溫度，防止超溫現(xiàn)象發(fā)生。運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，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，加強對應(yīng)力集中部位的檢測。應(yīng)力對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)定運行工況下）的壽命要短得多。