摘要：堵阀是一种水压试验的隔离装置，安装在锅炉过热器出口及再热器进出口的蒸汽管道上，是管道内的重要承压部件。然而，在电厂锅炉管道检验过程中，管道堵阀极易发生表面裂纹缺陷，不仅影响管道使用寿命，而且降低了电厂锅炉工作效益。如何完善电厂锅炉管道堵阀缺陷的检验规范是当前急需解决的重要任务，对防治锅炉管道堵阀缺陷的发生有重要意义。
关键词：电厂锅炉；管道堵阀；缺陷分析；检验
1电厂锅炉管道安装的具体方法
1.1排管与支架的安装
管体吊支架的良好安装是排管过程的前提，也可以促进管口的衔接工作，因为管道在应用的过程中可能会发生膨胀，所以应该提前做好膨胀补偿工作，保证管道安装的一致性和协调性。吊支架如果安装不规范会影响整体质量，在安装前应该对管体，连接件，弹簧的材料和型号进行检查，检查它们是否符合施工的标准，然后按照图纸进行施工，安装时保证根部牢固，弹簧和连接件的螺母要互相缩紧，弹簧受力良好，如果根部设计与计划存在偏离，要保证偏装值在可行范围内，如果吊支架起称重作用，要保证其不受到外力的影响。
1.2管道的焊接
管道的焊接可以分为焊接工艺，坡口加工以及清理定位三个方面，在焊接前，焊接人员要以现场施工环境为基础，同时按照施工图纸制定可行的计划，确保所需材料质量良好，应该对材料的选择，预热及热处理的温度、时间，材料的无损检测和工艺参数等进行技术交底，其次，坡口的加工采用离子弧或者氧乙炔的加工方式，结合现场的施工条件，加工后应该对坡口去除油污，氧化皮，和熔渣，打磨不平整的地方，管道接头定位的人员的工作应该做到细致，因为如果坡口不符合要求，容易造成焊瘤或者内凹，影响焊接质量，此外，还要保证均匀的组对间隙，连接管内壁应该平齐，且错位不超过规定值，如果厚度不均匀需要进行打磨，定位焊接时，由合格的焊工采用与根部焊道相同的材料焊接。
2电厂锅炉管道堵阀缺陷原因
2.1堵阀材质
一般情况下，我国堵阀材质分为锻钢件和铸钢件两种，其中铸钢件的设计具有灵活性及经济性，在多数电厂锅炉中得到广泛应用。此类堵阀由于受到制造工艺的限制，其组织不均匀、不致密，晶粒较粗，极易产生裂缝。尤其是在低温状态下，结合组织应力共同作用，铸钢堵阀构件易塑性变坏，产生表面裂缝。
2.2堵阀制造工艺
首先，堵阀制造加热过快时，由于受到热应力的作用而产生裂纹;而终锻温度较低时，由于金属塑性较差也会产生裂纹。其次，无论是哪一种堵阀材质在制造过程中，为了有效消除工作内部的内应力，常常需要进行时效处理。若时效时间不充足，其工件将保留较大内部应力，在使用中极易变形或者开裂，进而发生裂纹。最后，金属液在铸型内由于凝固及收缩的不同，将产生较大的铸造应力。当这一应力超过金属强度极限时，也将发生破裂。而破裂时的温度分为冷裂纹及热裂纹，其中冷裂纹是在200℃～400℃的低温状态下，铸钢的塑造性变差，在较大的组织应力及热应力作用下进而发生冷裂纹。常常分布在铸钢件表面的圆角、沟槽及缺口等部位，往往有一定的深度，表现出连续的线条。而热裂纹是在1200℃～1400℃的高温状态下，沿晶扩展，表现出较浅的网状裂纹。
2.3堵阀运行
一方面，受到温差应力的影响，堵阀内的介质有着较高温度的过热蒸汽，当锅炉运行或者启停的过程中，堵阀阀体的壁厚较大，在其内外表面形成表达的温差应力，其破坏作用也更加明显。若堵阀在生产加工中出现一些小缺陷，当锅炉在运行中，这些小缺陷会进一步扩展放大，进而形成裂纹。另一方面，受到内应力的影响。电厂锅炉在运行中，堵阀承受着较大的工作压力，而堵阀阀体内的应力将得到有效释放，组织内部的小缺陷会扩展成裂纹。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆且随着运行时间的延长，裂纹的深度及长度也随之而增加。
2.4堵阀检验工艺不完善
从当前来看，电厂锅炉管道堵阀检验工艺之中，未按照相关标准来进行检验，且这些标准并不全面，导致堵阀生产质量不能够满足当前电厂锅炉需求，其制造质量得不到有效保证。
3电厂锅炉检验管理措施
3.1材质复验及明确横向缺陷扫查技术
对于电厂锅炉主蒸汽母管阀门旁路管、疏水管、双减流量计、法兰弯头位置等经常出现的材料错用现象，其原因为电厂锅炉在安装过程中质量控制不严。这些位置虽不是主蒸汽母管本体，但实际上在运行过程中需要承受与主蒸汽母管相同的压力和温度。如果出现材料错用的情况，则易导致生产事故的发生。因此，在目前的电厂锅炉检验过程中应该重视与主蒸汽母管相连接的旁路及其他管件的检验，采用光谱仪对材质进行复查，确保所用材料的正确性，对出现材料错用的管段或管件应及时进行更换。对于检验中发现的大量横向缺陷问题，应采用正确的超声检测方法来提高横向缺陷的检出率。目前，相关标准中对横向缺陷的检测可采用斜平行扫查、将焊缝余高磨平或局部磨平后进行平行扫查方式来进行，但从实际检验情况看，对于将焊缝余高磨平或局部磨平后进行平行扫查的方式，其横向缺陷检出率更高，而斜平行扫查很难检出横向缺陷。因此，建议今后横向缺陷的检测以将焊缝余高磨平或局部磨平后进行平行扫查作为标准扫查方式，确保横向缺陷的有效检出。对于横向缺陷的大量产生，也应该加强制造与安装环节中对焊接质量及热处理工艺的控制。
3.2加强焊接喷嘴式流量计监管
根据目前焊接喷嘴式流量计在电厂锅炉上使用及发生事故的情况，应将主蒸汽管道流量计纳入安全监督管理体系。对目前已经使用的电厂锅炉流量计开展专项排查工作，解决结构设计不合理、承压部件材质错用、异种钢环缝焊接等问题，对检验过程中检出较多焊接缺陷的流量计进行分批更换，对新更换的焊接喷嘴式流量计进行严格的制造及安装质量把控，确保所采购的流量计其承压部件的设计、制造和检验过程均满足相应的安全技术规范及标准要求，或直接更换为中间无环焊缝的一体式流量计。对于新采购的流量计，应要求制造单位按有关技术规范和相应标准提供产品合格证和质量证明文件。而在管道定期检验工作中，应更加重视流量计的检验，将其作为主蒸汽管道检验工作的一项重点，包括使用光谱仪对流量计承压部位及焊缝的材质进行复验，确保所用材料满足高温高压的使用条件；同时，针对流量计自身的结构特点，有针对性地对接焊缝及母材进行全面的磁粉检测和超声检测，对于有冷裂纹倾向的材料，还应在超声检测过程中进行横向缺陷扫查。
结语
堵阀作为电厂锅炉的承压设备，通过加强堵阀材质检验、优化堵阀制造工艺、检验堵阀运行过程、完善堵阀检验体系等举措，降低管道堵阀缺陷的发生，最大限度保障电厂锅炉的正常运转，提高工作效益。
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论文作者:刘明,王正振
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：锅炉论文; 电厂论文; 缺陷论文; 裂纹论文; 管道论文; 流量计论文; 应力论文; 《电力设备》2018年第27期论文;