摘要：锅炉“四管”（水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管等高温高压类）爆漏是造成机组非正常停运第一因素，锅炉“四管”的爆漏不但会给电厂造成重大经济损失，而且会给人员安全造成威胁。
关键词：电力工程；技术；锅炉；管道；保养；设备
1.前言
通过机组在试运行及运行期间产生“四管”爆管现象的了解，以及机组发生爆管的事故分析发现：设备制造缺陷、异物堵塞、管材错用、焊材错用、焊接应力及设备焊口、机组频繁启停和调试监控不力等多方面因素，是引起机组在运行过程中发生爆管的主要原因。为确保锅炉安装质量，在运行期间有效避免泄漏、爆管现象发生，参考国内百万千瓦机组锅炉爆管、泄露事例，结合本公司（广东火电工程有限公司）技术标准和以往经验，从以下八个方面来进行策划，通过有效的过程控制，来保证工程质量。
2.设计
设计是工程的核心，设计的优化与否直接影响施工及生产，工程开始前仔细做好图纸会检工作，检查各个系统、各专业间的有无错漏碰缺，为后续顺利施工打下基础。
3.制造
在工程建设过程中，设备缺陷直接影响安装质量。设备质量控制显得尤为重要。制造过程中应重点控制以下七点，也是现场检查的注意事项：
3.1.错用管材；
3.2.设备壁厚、椭圆度的问题；
3.3.运输过程造成的缺陷；
3.4.加工制作缺陷；
3.5.管内杂物；
3.6.错用焊材和焊接缺陷；
3.7.多余盲管。
4.现场检查
4.1.设备外观检查
受热面管排到货后，物资部应根据供货清单、装箱单进行全面清点，检查设备外观是否有撞伤、变形等运输引起的缺陷；设备领用后检查，项目和班组应仔细检查设备是否有无裂纹、龟裂、压扁、砂眼、盲管和分层等缺陷。及时做好记录。如果发现缺陷应及时通知质量部、监理、业主、制造厂代表现场确认，拍照备案，并由项目部门发出设备缺陷通知单。
4.2.合金材料光谱检验；
对所有含合金成分（包括16Mn）的设备元部件（制造厂文件明令严禁解体的除外）、组合件（外围公用系统所有合金部件也包括在内）必须做100%的光谱复查，可解体或散装设备，要逐一零件复查，组合件的所有焊口两侧母材及焊缝100%光谱复查。并将复检报告，逐一存档。现场用合金材料，必须100%光谱检验，连同焊缝一起必须做100%的光谱复查（对于≥M30的高温螺栓，检验、技术监督单位进行检验）。光谱复查要求监理全程旁站，签证验收。
4.3.受热面管排通球检查；
施工项目应制定详细的能保证受热面管排、联箱及系统管道清洁的措施。通球检查：
4.3.1.先用0.6Mpa压缩空气吹扫管子，直到管子内部无尘土、锈皮、积水、金属余屑等杂物飞出再行通球；
4.3.2.通球必须专人负责进球，专人接球，钢球必须编号，进出球数量必须相等且完好无损，不允许将球遗漏在管内。
4.3.3.大口径管道需人进入管内进行检查清理；炉顶部的连接管可采用通木球方法进行检查，若管道内锈蚀比较严重，须先作喷砂处理然后再行清理。
4.3.4.班组必须严格记录通球过程，钢球发放、回收要有详细记录。通球时要有质检部门、监理在场，技术员做好受热面通球签证单，通球完成，会同质检部门、监理和业主及时签证。对通球记录，质量部须定期检查。
4.3.5.经通球管排及时封好管口，并在管排上注明“已通球”标识和通球日期。
4.3.6.针对1000MW机组过热器、再热器管排设计有节流孔圈，设备检查时应对照图纸重点复核节流孔圈孔径的分配。通球时注意须采用2种球径，分别对应入口端节流孔圈和出口端管子规格。在通球过程中，须保证大球通至节流孔圈，小球能顺利通过节流孔圈。
4.3.7.通球球径按规范锅炉篇（DL5290.2-2012）表5.1.6中规定。
通球球径一览表
4.4.联箱清理检查；
4.4.1.必须将联箱内部清扫干净，检查各连接管座有无堵塞，彻底清查“钻孔底片”；
4.4.2.直径较大的联箱，则指派人员穿连体服进入联箱内部进行清理检查，对粘附在联箱内壁的氧化铁、附着物和钻孔留下的铁屑等要彻底清除。
4.4.3.对人无法进入的联箱，首先要用内窥镜检查管接头和联箱端部，然后用小型相机对联箱内部进行拍照，以确定其清洁程度。
4.4.4.仔细检查联箱接管座的焊接质量；受热面集箱清理时，必须有监理和甲方见证。质检人员必须进行全过程监控，严格按验收规范要求进行检查验收。
受热面管排通球试验和联箱的内部清理属于隐蔽工程范畴，必须严格按照隐蔽工程验收规范验收，通球签证和联箱清理签证齐全，做到每处隐蔽工程均有据可查。确保管屏和集箱内均无异物。
4.5.无损检验；
4.5.1.膜式壁及蛇形管管排制造厂焊口及两侧各200mm范围内PT检验比例：合金总含量＞10%的合金钢材质（T91、T92、不锈钢等）按100%；合金总含量3～10%的合金钢材质按50%、合金总含量＜3%的合金钢材质按25%、碳钢材质按10%比例做PT检验。
4.5.2.对于受热面设备厂家焊口的检查，班组先进行100%外观检查，水冷壁鳍片切割后100%进行检查，并做好记录。异种钢焊缝按高材质端的检验比例检验。
4.5.3.过热器、再热器、省煤器等蛇形管排的R（弯管半径）≤1.8D（管子直径）弯头：进行100%的厚度检验和不圆度检查，厚度、不圆度不合格的（低于设计壁厚），必须联系制造厂家予以更换。如果承包商通过改善仪器和调整施工方案而确实无法测厚的弯头，承包商可提出让步接收，但必须按让步接收的相关体系文件进行审批。
4.5.4.带有节流孔圈的管排在安装对口前需用与孔径相同的圆钢捅透检查，无法捅透的要进行RT检查；
4.5.5.对受热面厂家焊缝按部位、材质、规格进行RT抽查10％，并对不合格的，加倍复查并进行返修对所有联箱、集箱检查有无盲管。
5.安装
5.1.防止高空安装异物二次进入；
5.1.1.在受热面联箱吊装、手孔封堵前必须仔细检查，确认内部清洁，并通知质量部门、监理及业主检查确认，办理隐蔽签证；
5.1.2.受热面管子内应保持干净，朝上的管口应用封口盖盖好，在管子打磨好坡口后，要及时封堵，严防杂物掉入管内。
5.1.3.高空安装时，班组需要安排人员每天定期巡查封口盖有无丢失，做好记录及时封堵。质检部门加大巡查发现管帽丢失及时通知班组。
5.2.严格控制安装尺寸—锅炉项目；
5.2.1.受热面管子对口端面应与管中心线垂直，倾斜值符合要求；
5.2.2.对接焊口不允许布置在管子弯曲部位，管屏对口做到内壁平齐，其错口值应符合技术标准，不应超过壁厚的10%，且不大于1mm。
5.2.3.对口偏折度用直尺检查，距焊缝中心200mm处离管道表面不大于2mm。
5.2.4.受热面安装要严格控制水平标高，整体尺寸必须控制在设计规范内，以防水冷壁膨胀时，造成管路被卡，损坏设备，引起锅炉爆管。
5.2.5.水冷壁管屏地面预拼装时，须复核各管屏几何尺寸，并做好记录（见附录九、十）。
5.2.6.因为顶板梁承重后挠度值的变化，集箱标高也随之发生变化，所以末再、末过等集箱标高找正时应预先提高5-10mm左右。所有管屏安装应保证位置正确，管屏垂直。
5.2.7.受热面管排的安装过程要作详细记录。质量管理部门要对班组的施工记录，施工日记作定期检查。
5.2.8.联络管道与集箱管座对口焊接前，专职三级质检员要逐一用内窥镜对集箱管座内部清洁度进行检查，确认内部清洁后方可开始焊接。
5.3.严格控制安装应力
5.3.1.严禁强拉对口和加温延伸对口；
5.3.2.合金钢加热校正时，加热温度要控制在钢材临界温度以下。
5.3.3.受热面管应尽量使用机械切割，如用火焰切割应磨掉焊瘤，并清理干净管子内部。高压管道用的合金钢、不锈钢管要采用机械方法切割，不允许使用气割与电焊割。
5.4.焊接注意事项；
5.4.1.焊接人员要求
焊工资格证及焊工派工管理是为合理安排焊工进行工作，确保焊工工作是在其资格范围内，焊接工程师在焊工进场时应了解其焊接资质。一般情况下高级别的焊工能从事其最高级别试样的工作，杜绝低级别焊工从事高级别工作；杜绝焊工试样过期仍从事焊接工作。焊接班长派工时应检查焊工的资质是否可以从事该部件的焊接工作；对于高压部件，焊接工程师要审核焊工的资质，确认该焊工资质能承担该部件焊接工作后才能安排其工作。焊接质检员应不定期抽检焊工资质证，检查焊工资格和所从事焊接部件资质是否相符。
5.4.2.严格执行焊接技术保证措施和焊接工艺
预热、热处理严格按照焊接、热处理主要施工技术措施和保证措施进行。同时特别注意防止管子受力。此外．设备焊口的射线检验在安装前必须完成．并严格按照规范要求比例进行检查。
焊接前，必须确认管道已进行相关检查，管口封闭完好。焊接前关闭连接在管道上的阀门或采取堵塞等措施杜绝管道内穿堂风；并根据相关规定使用氩弧焊。严禁在管子上焊接临时支撑物。对口点固焊用的焊接材料、焊接工艺和选定的焊工技术条件应与正式焊接相同。凡打底的焊口必须当天完成焊接并严格按照焊接规程进行焊接作业。
5.4.3.严格执行焊接热处理技术保证措施
焊接热处理技术保证措施从以下几个方面来控制，焊前预热应符合焊接规范的要求，具体预热方法的选择以保证焊接接头及周围75mm范围内的温度均匀分布来决定。当采用火焰预热时应用测温笔测试温度并作记录。采用电阻加热时，采用热电偶监测温度并合理布置测温点，预热温度参照焊接工艺卡，特殊情况下由焊接工程师决定并报告上级领导。预热和焊接的过程不间断，除施焊过程中更换焊丝或焊条外，根部焊道不得中断。焊缝金属厚度小于焊缝总厚度的1/3时，应保持预热温度。当根部擦伤或因故中断焊接操作时，应保持预热温度或用保温石棉包裹焊接接头，以保证缓冷。重新开始焊接前，应进行外观检查，在保证无裂纹或其它缺陷存在后，再次预热焊接。
5.4.4.小管的内部透度满足通流要求
选用小参数电流，薄焊层（一般为3个左右）进行焊接。必要时可辅之预热。清理内部坡口，对口间隙均匀，内壁对口平齐。对于采用Ws/Ds的小径管，可进行二次打底的工艺。发现缺陷应使用角磨进行处理，不能在焊接过程中反复进行熔化处理。控制层间温度。管排焊接时，先焊接间隙小的，后焊接间隙大的；跳焊顺序。
5.4.5.镜面焊接注意事项
对于管径≥219mm的氩弧焊的焊接按顺序进行：为减少焊接变形和焊接缺陷，直径大于ф219mm且壁厚大于20mm的管子和锅炉密集排管（管子间距≤30mm）的焊口宜采用两人对焊。镜面焊口的焊接，必须遵照单排焊缝透视合格后，方可开展后一排的管子的安装。
5.4.6.T/P92焊接热处理注意事项
T/P92钢种的焊接严格执行焊接技术保证措施，执行焊接工艺，不得随意改变焊接参数。焊接P92的焊机必须装用电流衰减装置，为保证P92焊接及热处理工作的连续性，现场提供120KW的柴油发电机一台，保证在突然断电的情况下，能够及时提供焊接及热处理电源。P92的焊接除外，必须利用备用电源，连续将焊缝焊接完成，且热处理工作也同时完成。
5.5.安装焊接检验
5.5.1.主蒸汽管道、再热蒸汽管道及中、大口径管道焊缝应每隔90度光谱分析一点，光谱分析必须进行定量分析。
5.5.2.所有光谱检验要做好标识，高合金钢光谱检验后要磨去灼烧点。对细晶马氏体钢材质部件及其焊缝光谱分析后要磨去灼烧点且此部位要做PT检查。
5.5.3.高压管道、压力容器、钢结构上的所有临时焊点（包括热电偶的临时焊点），清除后此部位要做PT检查。
5.5.4.锅炉受热面及其汽水管道（包括主降水、联箱、顶棚联络管、减温水管道、压力表管、吹灰管、疏水、排汽、排空、取样管道二次门内包括二次门后第一道安装焊口）所有安装焊口100％检验。其中末级过热器、定位管、内螺纹水冷壁（包括单侧）、T91/T92、不锈钢材质焊缝及使用镜子辅助焊接的焊口，100%RT检验；其余的100%的（RT＋UT）检验，但RT必须大于50%。
5.5.5.凡管道中开有探伤孔，该焊口必须做100%的射线检验。透照厚度≥80mm以上的焊口可采用Co60γ射线探伤。
5.5.6.厚度≥70mm的管子在焊到20mm左右时做100%射线探伤，焊接完成后做100%超声波探伤。（除P92、P91外）
5.5.7.P91/P92材质的焊口对口前坡口管端做100%MT或PT检验。焊口热处理后焊缝及焊口二侧母材各200mm范围做100%MT检验。P92焊接接头热处理后硬度合格范围控制在180－250HBW；P92材质焊接接头进行100％金相检查。
5.5.8.膜式壁及蛇形管管排现场安装焊口焊缝及两侧各200mm范围内PT检验比例：合金总含量＞10%的合金钢材质（T91/T92、不锈钢等）按100%；合金总含量3～10%的合金钢材质按50%、合金总含量＜3%的合金钢材质按25%、碳钢材质按10%比例做PT检验。异种钢焊缝按高材质端的检验比例检验。
6.水压试验
6.1.水压试验用水必须用除盐水或冷凝水，水中氯离子含量应小于25mg/L，水压试验药品和试水压用水必须经见证取样后，送有资质的检测单位检测，经检测合格后才能对锅炉上水。
6.2.水温应高于合金钢受压件所用钢种的脆性转变温度。水温控制在5-80°C，做好可靠的防冻措施。上水过程定时测温，控制水温。
6.3.水压试验压力要符合厂家设计要求。若无设计要求，按规范一次系统试验压力为过热器出口联箱压力的1.25倍，且不小于省煤器进口联箱压力的1.1倍；二次系统试验压力为低温再热器进口联箱压力的1.5倍。水压试验压力升降速度不大于0.3Mpa/min。
6.4.如果距离化学清洗大于30天，采取充惰性气体的防腐措施，并经常检查其气体泄漏情况，保证防腐质量。
7.化学清洗
7.1.首先承担火电厂锅炉化学清洗的单位应具备相应的资质，严禁无证清洗。应由专业技术人员制定清洗方案和措施，经技术负责人审核，呈报主管领导批准。锅炉化学清洗过程中应有技术部门进行清洗过程的监督，清洗结束后，由甲、乙双方技术人员对清洗质量进行检查、评定。
7.2.化学清洗介质及参数的选择，应根据垢的成分，锅炉设备的构造，材质等，通过试验确定。化学清洗系统应根据锅炉设备构造、热力系统、清洗介质、清洗方式、水垢的分布状况、锅炉房的空间和环境及清洗范围等具体情况进行设计。
7.3.系统安装临时管道时，管道内应确认没有砂石和其他杂物。按相应压力管道的质量要求，检查临时管道的焊接质量。焊接部位要易于观察，焊口不能靠近重要设备。对于百万机组其临时清洗系统的焊接应先用氩弧焊打底再行焊接，以防酸洗洗剥后的焊渣进入锅炉。系统安装完毕后，上水前必须清洗临时管路，并进行工作压力水压试验。
7.4.清洗过程严格按照作业指导书中的化学清洗工艺进行，监督加药、化验，控制各清洗阶段介质的浓度、温度、流量、压力等重要清洗参数，并记录好各阶段的数据。由专人核对应添加合适的缓蚀剂和还原剂，如有必要还应添加其他助剂。
7.5.清洗后，应对下联箱、直流炉的启动分离器和联箱手孔进行内部检查，并彻底清除沉渣，对水冷壁、省煤器进行割管检查，判断清洗效果。联箱和节流孔板盲管处也需要进行割管检查是否有残留的酸液存在，割管位置应在酸洗前确定，并同时割去鳍片。清洗后割管用手工锯割管样长度应不小于150m，如必须用砂轮切割时，管样长度不应小于400mm。对于新建炉应在清洗流速最低处割取管样。如能确定清洗效果良好（看监视管段），也可视具体情况免做割管检查。检查完毕后，将系统中拆下的装置和部件全部恢复，并撤掉堵头、隔板、节流装置等，使系统恢复正常锅炉化学清洗完毕后，若不能在20天内投入运行，就应采取防腐保护措施。
8.吹管
8.1.以铝质靶板检验时，靶板宽度不小于排汽管内径的8%，长度纵贯管子内径，且吹管系数必须按规范要求≥1.0，在连续两次装设靶板检验的基础上，靶板上冲击斑痕不得大于0.8mm，且肉眼可见斑痕不多于8点。
8.2.吹管系统是临时系统，设计要合理，避免因设计不合理造成管系振动导致爆管，并确保吹管效果不受影响。
8.3.吹管方案须经业主、监理及相关单位讨论后，根据相关意见加以完善，并报监理、业主批准。
8.4.在吹管前，应组织施工单位、监理、业主对吹管临时系统进行检查。
8.5.吹管后，应防止复装工作对系统内部清洁造成二次污染。
8.6.受热面中存有杂物在经过吹管后，一般都会汇集到高过、高再、屏过入口集箱中，这些入口集箱内有节流孔，极易堵塞节流孔造成超温爆管。在吹管后须对二、三、四级过热器及水冷壁的节流孔圈进行射线检查，以确认无异物。同时将高过、屏过、高再入口集箱中部进行割管检查，把积聚在内部的杂物及时清理出来，确认联箱内无异物。
9.保养
9.1.水压试验距化学清洗时间大于30天，应采取防腐措施，水压结束后进行泄压保养，水能排尽的受压件采用充氮干保养，充氮压力0.02Mpa，充氮保养方案按5个月考虑。保养注意事项：定期检查和记录充氮压力，使炉内氮气压力维持在0.02~0.03MPa，若发现低于0.02Mpa时应及时充氮，如发现氮压泄压过快应检查原因，及时消除。定期检查和记录炉膛温度和组件表面温度。
参考文献：
[1]《P91焊接工艺在火力发电厂中的应用》李洪伟马立成
[2]中国能源建设集团广东火电工程有限公司施工工艺控制标准V1_10104001-2016
[3]DL5190电力建设施工技术规范
[4]DL/T438-2009火力发电厂金属技术监督规程
论文作者:吴金彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签：管道论文; 焊工论文; 吹管论文; 锅炉论文; 设备论文; 材质论文; 合金钢论文; 《基层建设》2018年第34期论文;