火電廠金屬技術監督應注意的問題分析

張東文，李中偉

(河北省電力研究院，石家莊 050021)

隨著我國經濟的快速發展，火電建設正向著大容量、高效率的大機組方向發展，同時超期服役的機組也日漸增多。機組在設計、制造、安裝過程中出現的與金屬材料相關的問題，以及金屬材料老化、性能下降等因素引發了的安全事故，給火電廠造成較大的經濟損失。金屬技術監督可通過對受監部件的檢驗和診斷，掌握設備的質量情況，提高設備的安全運行可靠性。根據DL/T 438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》規定，火電廠基建和在役機組必須進行金屬技術監督檢驗。

1 壁厚測量應注意的問題

a. 奧氏體鋼和T/P91、T/P92等新型馬氏體鋼管的壁厚測量不能采用以前常見碳鋼和低合金鋼的壁厚測量方式。由于奧氏體鋼晶粒比較粗大，而此類新型馬氏體鋼晶粒比較細小，超聲波測量壁厚時的聲速(奧氏體鋼聲速5 600～5 700 m/s；T/P91鋼、T/P92鋼聲速5 980～6 100 m/s)與普通耐熱鋼的聲速(5 900 m/s)有較大的差距，按常規普通耐熱鋼的方式測量壁厚就會產生較大的誤差。建議在測量此類奧氏體鋼和新型馬氏體鋼的壁厚前，應準備相關尺寸的梯形試塊，調整鋼材聲速再進行測厚。

b. 按照GB 5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》標準生產的管子，根據交貨方式不同，壁厚可分為公稱壁厚和最小壁厚，壁厚應根據標準確定；按ASME標準生產的(TUBE)管子，不允許有負偏差，而(PIPE)公稱管則負偏差不得大于12.5%。在役機組進行壁厚測量時，特別是機爐外管的壁厚測量，必須提供測厚結論。對于鍋爐廠設計的管子，一般在圖紙或強度計算書中提供了管子的最小壁厚，當所測管子壁厚不小于最小壁厚時，此管子就能滿足使用要求。如所測量的管子不能提供理論計算壁厚時，必須通過查圖紙等方法，獲知此管子的相關參數，依據相關標準進行強度校核，再給出相應結論。

2 硬度檢驗應注意的問題

2.1 高溫螺栓硬度檢驗

對于高溫螺栓的硬度檢驗，常見的問題是直徑較大、質量較大的高溫螺栓無法或不方便送到試驗室進行布氏硬度檢驗?；痣姀S一般對直徑小于90 mm或質量小于5 kg的高溫螺栓送到試驗室檢驗，其它采用里氏硬度計進行現場硬度檢驗，這時由于高溫螺栓直徑較大、質量較重，無法保證整個螺栓的熱處理質量，經常導致螺栓的硬度檢驗發生較大偏差。在現場檢驗過程中發現在汽輪機缸上采用的20CrlMo1VNbTiB螺栓的兩端硬度偏差較大，有時甚至超過100 HBW。因此，對高溫螺栓硬度檢驗進行硬度檢驗時，應要求整條螺栓所有部位硬度不均勻偏差不得超過30 HBW[1]。

2.2 管道或集箱的硬度檢驗

在發電機組安裝前的安全性能檢驗過程中，經常遇到對四大管道和集箱進行硬度檢驗的問題，此時，檢驗人員通常利用DL/T 869-2004《火力發電廠焊接技術規程》或DL/T 752-2001《火力發電廠異種鋼焊接技術規程》來驗證焊接接頭的熱處理效果。對于管道硬度超標與否沒有引起足夠重視，特別是高合金馬氏體鋼P91、P92等，因此，建議對于9%～12%Cr系列鋼制造的管道和集箱按照DL/T 438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》進行硬度檢驗，重視硬度的不均勻問題，對于硬度超標或不均勻的，應重新進行熱處理。

3 檢驗委托單制度的建立

目前火電廠檢修時，常常在檢修前制定金屬技術監督檢驗大綱，特別是大修時更要依據DL/T 438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》制定詳細的技術監督檢驗大綱。在實際檢修過程中，檢修部門通常會根據監督檢驗大綱和檢修進度安排，及時安排準備工作，當條件具備時通知監督檢驗部門進行檢驗。為提高金屬技術監督檢驗的效率，建議在監督檢驗前填寫檢驗委托單，這樣既可以約束檢驗配合部門按要求開展準備工作，也可以約束檢驗部門及時進行金屬檢驗并反饋檢驗結果，委托單應包括所檢驗金屬部件的詳細細節、要求檢驗的項目，以及檢驗條件是否具備等內容。

4 缺陷通知單的提交和管理

金屬技術監督是為了檢驗受檢部件是否存在超標缺陷或異常。發現超標缺陷后，應及時向受檢火電廠提交缺陷通知單。對于一般性金屬缺陷，可在檢驗單位提交缺陷通知單后，由檢修部門進行處理；對于某部件存在比較大的缺陷或大比例缺陷時，應由檢修部門制定處理方案，并由生產部門(或生產部門和監理單位)審核。缺陷處理后，應及時通知檢驗單位，進行缺陷封閉，在機組運行前將所有缺陷全部處理完成，保證檢修質量。受檢部件金屬技術監督的基本步驟,見圖1。

5 檢驗過程及結論應依據的標準

金屬技術監督檢驗結束后應提交檢驗結論。金屬技術監督檢驗一般包括工藝標準和質量標準。工藝標準指導檢驗方法的具體操作程序，而質量標準根據工藝標準所得出的結果及質量分級標準得出結論。對于那些沒有質量標準的金屬檢驗只能提供檢測結果?；痣姀S金屬技術監督檢驗常用標準見表1。

圖1 受檢部件金屬技術監督的基本步驟

表1 火電廠金屬技術監督檢驗常用標準

6 金屬技術監督與特種設備定期檢驗的關系

在小修或中修時，火電廠主要開展金屬部件的技術監督檢驗，而在大修時除了對金屬技術監督部件進行檢驗外，根據《特種設備安全監察條例》還必須進行特種設備(主要指鍋爐、壓力容器)的定期檢驗。對于機組大修時進行金屬技術監督檢驗和特種設備定期檢驗，兩者之間是相輔相成的，必須處理好兩者的關系，應注意以下事項[2]：

a. 火力發電廠機組大修前要根據機組情況制定詳細的檢修計劃，并經當地鍋檢部門和電廠鍋檢工程師共同審核確認；

b. 設立特種設備定期檢驗及金屬監督檢驗項目部，統籌安排檢驗工作；

c. 檢驗實行委托單制度，保證金屬檢驗配合工作的合理開展；

d. 檢驗過程中發現缺陷，實行缺陷委托單及缺陷封閉單制度，保證所發現的缺陷能夠及時消除，保證部件的質量；

e. 檢修實行監理制度，可提高檢修效率，保證檢修質量，特別是對于大面積更換爐管時；

f. 實行鍋檢簡報制度，以利于檢驗過程中發現問題的及時溝通和傳達，促進檢驗工作的開展。

7 結束語

金屬技術監督是火電廠重要的監督方式之一。通過金屬技術監督減少了大量的事故，但常規監督手段已不能滿足火電廠對安全、經濟運行的要求，應通過先進的技術對重要的金屬部件和超期服役機組進行壽命評估，對含缺陷的部件進行安全性評估，為機組的壽命管理和預知性檢修提供技術依據。

參考文獻：

[1] 張東文，徐富國，張 倫，等. 火力發電廠高溫螺栓檢驗探討[J]，熱力發電，2006(7)：68-69.

[2] 張東文，李中偉，李青松，等. 火電廠特種設備定期檢驗與金屬監督檢驗工作探討[J]，河北電力技術，2009，28(5)：24-25.