700MW 電站鍋爐過熱器集箱騎座式角焊縫缺陷的處理

2015-04-13 08:34:54葉小樺

機電信息 2015年36期

葉小樺

（廣東火電工程總公司，廣東廣州510730）

0 引言

某電廠一期2×700 MW 機組#2鍋爐年度小修檢查發現，一、二次汽水系統集箱的騎座式角焊縫存在超標的缺陷（裂紋或氣孔），必須對其進行修復，以保證鍋爐安全運行。由于缺陷位置特殊且深、受力大，使處理產生了一定困難。后通過研究其受力情況，選擇了合理的專用機工具，采取了特殊措施，最終完成了缺陷處理，滿足了規程規范的要求。

1 設備結構特點

鍋爐為三菱MB－FRR 型2 290t/h亞臨界強制循環汽包爐，單爐膛倒U 型布置、平衡通風、全鋼架懸吊式結構。其高溫（末級）過熱器集箱中心線標高62.6 m，布置在頂棚過熱器上方，通過U 型吊架、吊桿懸掛于鍋爐頂部鋼結構上；受熱面管屏與集箱相連，穿過頂棚過熱器伸入爐膛，所有管子的重量通過集箱—吊桿傳遞到鍋爐鋼結構，最終由鋼結構承擔其重量。高溫（末級）過熱器進口集箱右側三通主體材料為SA335－P12，公稱壁厚95mm，連通管與進口集箱采用直角三通形式進行焊接連接，坡口型式為“V”形。具體如圖1所示。

圖1 集箱布置示意圖

2 需要解決的問題

2.1 焊縫缺陷情況

在年度小修工作中，由持有相應資質的專業檢驗機構的專業人員，采用合格儀器設備（超聲波探傷儀）對末級過熱器集箱角焊縫進行了超聲波無損探傷，情況如表1所示。

表1 超聲波探傷報告（現場初步報告）

2.2 存在問題

（1）焊縫質量不合格。角焊縫檢驗質量評定級別為Ⅲ級，不合格。依照《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》和《承壓設備無損檢測》規定，焊縫存在超標缺陷，必須進行處理，并使集箱完好，以保證#2 鍋爐安全可靠運行。（2）需要采取臨時加固措施。正常狀態下，集箱與管屏依然是剛性連接的，整體處于受力狀態，處理時必須采取臨時加固措施，避免管屏、連通管重量對焊縫產生應力。集箱的功能除使鍋爐工質混合、保證工質均勻加熱、減少熱偏差、保證工質流通順暢外，還有一重要功能就是固定、懸掛管屏，與其相連接的管屏重量通過集箱本體、U 型卡、吊桿等傳遞到鍋爐本體鋼結構上，而存在缺陷的角焊縫恰好是集箱結構的一部分，即使在停爐狀態下，集箱本體依然承受了受熱面管屏的重量，必須采取臨時加固措施使得焊縫在缺陷修理、熱處理期間不受外力作用和影響。（3）缺陷位置深，焊縫厚度大，常規機械切割難以徹底消除焊縫內氣孔、裂紋和夾渣。該集箱公稱壁厚為95mm，由于與連通管連接方式是直角焊接三通，即其深度≮95/sin45°＝134.4mm，常規角磨機的砂輪片規格為100150180，無法抵達坡口根部，且造成的修復面積太大，金屬切割工作量很大。基于上述幾個問題，經查詢圖紙和現場研究，制定了工藝方案與技術措施。

3 工藝與技術方案

3.1 集箱的臨時加固措施

（1）把集箱連接吊桿螺母打緊、鎖死，螺母打緊前記錄其原始位置，便于修后恢復原有狀態；（2）利用檢修期間爐膛有架子的條件，把兩U 型卡之間的管屏底部墊起，使其重量臨時由爐膛架子承受。具體如圖2所示。

圖2 集箱臨時加固措施示意圖

3.2 缺陷清除與金屬切割工具的選擇

經過調研和比較，選擇了碳弧氣刨作為缺陷清除工具。清除完畢后，再用角磨機和內磨機進行坡口表面的打磨和清理。碳弧氣刨是利用碳極和金屬之間產生的高溫電流，把金屬局部加熱到熔化狀態，同時利用壓縮空氣的高速氣流把這些熔化金屬吹掉，從而實現對金屬母材進行刨削和切割的一種加工工藝方法，特別適用于焊縫挑焊根工作，利用碳弧氣刨開坡口，尤其是U 型坡口。對于返修焊件，可使用碳弧氣刨消除焊接缺陷。圖3為碳弧氣刨工作原理圖。