電站鍋爐整體水壓試驗(yàn)中應(yīng)注意的若干問題

董永昌 趙加星

【摘 要】電站鍋爐的水壓試驗(yàn)是鍋爐質(zhì)量檢驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，為了更好的保持鍋爐承壓部分的質(zhì)量和嚴(yán)密性，對鍋爐和其余部件進(jìn)行整體的水壓試驗(yàn)是很有必要的。鍋爐在使用前需要進(jìn)行水壓試驗(yàn)，使鍋爐在常溫狀態(tài)下得到全面的檢測，確保達(dá)到使用規(guī)定。

【關(guān)鍵詞】電站鍋爐；水壓試驗(yàn)；策略

電站鍋爐在安裝前，承壓部分的嚴(yán)密性與強(qiáng)度是影響鍋爐使用的關(guān)鍵因素，因此對其進(jìn)行嚴(yán)密的水壓試驗(yàn)是很有必要的。電站鍋爐使用日益增多，其容量也在不斷增大，導(dǎo)致水壓試驗(yàn)的工序也變的更加復(fù)雜。下面本文就如何進(jìn)行水壓試驗(yàn)，保證鍋爐使用安全作出闡述。

一、水壓試驗(yàn)的壓力溫度和環(huán)境條件

1.1水壓試驗(yàn)的壓力

壓力是鍋爐水壓試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，影響其壓力主要由以下兩個因素：首先，鍋爐壓力要符合鍋爐制造廠的規(guī)定和鍋爐制造規(guī)范的規(guī)定。目前國內(nèi)生產(chǎn)的鍋爐均按GB/T16507-2013的規(guī)定對受壓元件進(jìn)行計算，而引進(jìn)的國外技術(shù)制造的鍋爐按ASME規(guī)定對鍋爐受壓元件進(jìn)行計算，兩者對受壓元件的強(qiáng)度要求是不同的。這兩種判定標(biāo)準(zhǔn)不僅在水壓試驗(yàn)要求不同，在對鍋爐制造選材標(biāo)準(zhǔn)和安全系數(shù)計算公式方面也有不同。在我國的《電力工業(yè)鍋爐監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定中，汽包鍋爐的汽包工作壓力應(yīng)該小于一級系統(tǒng)水壓試驗(yàn)壓力的1.25倍，而二次系統(tǒng)的壓力應(yīng)該大于再熱器進(jìn)口壓力的1.5倍；而ASME對鍋爐的最高允許壓力為1.5倍。因此，對電站鍋爐進(jìn)行水壓試驗(yàn)時應(yīng)當(dāng)考慮到合適的規(guī)定，對于那些在生產(chǎn)說明中備注了的壓力范圍應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照其規(guī)定操作。

（2）在對鍋爐進(jìn)行水壓試驗(yàn)前要考慮水壓試驗(yàn)的壓力能否滿足管道系統(tǒng)的試壓要求，只有鍋爐本體之外的管道能耐住試驗(yàn)的壓力才能進(jìn)行水壓試驗(yàn)。但是有時管道系統(tǒng)的耐壓性與鍋爐本體的耐壓性是不一樣的。在國產(chǎn)機(jī)組中，汽包鍋爐本體水壓試驗(yàn)壓力為1.25倍汽包工作壓力；按《電建規(guī)》主汽管道的試驗(yàn)壓力為1.25倍過熱器出口額定壓力；前者明顯高于后者。降低鍋爐本體試驗(yàn)壓力以滿足管道試壓要求顯然不符要求，但要把管道的試驗(yàn)壓力提高到爐本體試驗(yàn)壓力也應(yīng)慎重，必須征得設(shè)計院的同意。

2.2水壓試驗(yàn)的溫度

在對電站鍋爐進(jìn)行水壓試驗(yàn)時另外需要注意的就是水的溫度。當(dāng)鍋爐制造廠商有明確規(guī)定溫度時則應(yīng)該嚴(yán)格遵守此溫度規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)；對于鍋爐無明顯溫度規(guī)定的，應(yīng)該按照電站鍋爐的材料承受范圍和制造規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)。國內(nèi)的規(guī)范要求為水壓試驗(yàn)時水的溫度應(yīng)當(dāng)控制在30-70度；而ASME則規(guī)定水壓試驗(yàn)的溫度在21℃以上即可。電站鍋爐厚壁合金鋼部位的脆性轉(zhuǎn)變溫度是水壓試驗(yàn)中溫度測試時應(yīng)該重點(diǎn)注意的問題。

水壓試驗(yàn)的溫度，鍋爐制造廠有規(guī)定時，應(yīng)按制造廠規(guī)定執(zhí)行。制造廠無明確規(guī)定的，應(yīng)根據(jù)制造依據(jù)的規(guī)范和汽包等壁厚合金鋼部件使用的材料確定。《電力工業(yè)鍋爐監(jiān)察規(guī)程》推薦水壓試驗(yàn)的水溫以30～70℃為宜；ASME規(guī)范規(guī)定，水壓試驗(yàn)溫度必須在21℃以上進(jìn)行。確定水壓試驗(yàn)度時，要考慮的一個核心問題是厚壁合金鋼部件的脆性轉(zhuǎn)變溫度。合金鋼部件在脆性轉(zhuǎn)變溫度附近工作時，材料的沖擊韌性和斷裂韌性急劇下降，很容易在微小缺陷下發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂，這種破壞事故在國內(nèi)外已發(fā)生多起。鍋爐水壓試驗(yàn)必須在材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度以上進(jìn)行。

對于那些在冬季進(jìn)行水壓試驗(yàn)的鍋爐，為了考慮冬季的低氣溫，應(yīng)該格外重視和明確對溫度條件的管控。另外，在水壓試驗(yàn)過程中，由于有的鍋爐爐內(nèi)體積比較大，會隨著時間而過爐內(nèi)的熱量會快速降低，溫度也隨之快速下降。如果無法嚴(yán)格控制進(jìn)水溫度，壓力就會迅速飆升甚至接近試驗(yàn)壓力，溫度就會低于臨界值，不利于試驗(yàn)工作的開展，為了避免此情況的發(fā)生，應(yīng)該高度重視對進(jìn)水溫度的控制。

二、水壓試驗(yàn)電子檢測分析系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域與優(yōu)點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)簡單，易學(xué)易懂。系統(tǒng)出現(xiàn)問題能夠及時進(jìn)行分析，快速定位缺陷進(jìn)行修復(fù)；

（2）設(shè)備經(jīng)濟(jì)，容易采購。一套系統(tǒng)可重復(fù)循環(huán)式使用，其中控制器件與檢測器件均為通用型，設(shè)備失靈或損壞方便更換；

（3）遠(yuǎn)程操作，安全可靠。本系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作水泵不僅可以避免高壓傷人，而可以精準(zhǔn)控制給水的流量與壓力，減少高壓試驗(yàn)與水壓突發(fā)事故對鍋爐器件的損害。

（4）數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，規(guī)范統(tǒng)一。本系統(tǒng)可以實(shí)時傳輸精準(zhǔn)的壓力數(shù)據(jù)，及時分析出所測系統(tǒng)缺陷，結(jié)束后，可根據(jù)數(shù)據(jù)曲線與日志記錄，給予水壓試驗(yàn)的結(jié)果權(quán)威的證明。

（5）兼容性好，應(yīng)用廣泛。設(shè)備中選型的無線數(shù)字壓力表，量程大，精度為高，可一直針對不同的項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)檢測，更好的利用其價值。

三、鍋爐制造安裝檢驗(yàn)過程中的水壓試驗(yàn)相關(guān)問題

3.1水壓試驗(yàn)前的檢查與準(zhǔn)備

做好相關(guān)檢查與準(zhǔn)備工作是開展鍋爐試壓試驗(yàn)的關(guān)鍵，為了避免水壓試驗(yàn)工作出現(xiàn)問題，在水壓試驗(yàn)前應(yīng)該對承壓部件的安裝情況、受熱面系統(tǒng)的膨脹方向和間隙做好檢查，同時對汽水系統(tǒng)閥門的狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)也是必不可少的。在試驗(yàn)前，為了使臨時水源的充足及放水系統(tǒng)的暢通性和安全性得到保障，要進(jìn)行復(fù)查合金鋼部件的光譜的工作，核對熱面系統(tǒng)各處的膨脹間隙和膨脹方向。另外非常重要的手段就是要把試驗(yàn)期間所需要的附件設(shè)備進(jìn)行安裝，并且要保障設(shè)備的順利運(yùn)行，做好校驗(yàn)。另外為了保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行，要臨時封閉與系統(tǒng)連接的管道，封閉的手段就是要加裝堵板，把受壓元件各連接部位的堅固螺栓準(zhǔn)備充足，保證其焊縫滿足無損檢驗(yàn)要求，還有不可忽視的一點(diǎn)就是要重視安全防護(hù)。

為了使試壓時開展各項(xiàng)檢查工作，進(jìn)行腳手架的搭設(shè)是第一步，同時為了保障安全，要重視照明措施的準(zhǔn)備。在進(jìn)行試壓操作時，選擇的試壓人員一定要熟悉試壓方法，掌握試壓規(guī)程，并且要專人專用，明確分工，要提前準(zhǔn)備各種工具材料。要整理鍋爐安全修理的施工記錄，提供相關(guān)數(shù)據(jù)為相關(guān)監(jiān)督和驗(yàn)收提供依據(jù)。

3.2水壓試驗(yàn)程序

水壓試驗(yàn)開始時應(yīng)當(dāng)開啟空氣門，關(guān)閉放水門與管路范圍內(nèi)的二次閥門，壓力表與門處于連通狀態(tài)下方可開始規(guī)范的水壓試驗(yàn)。空氣門的開啟能夠及時且高效的排出爐內(nèi)空氣，最大程度上避免鍋爐進(jìn)水后出現(xiàn)爐內(nèi)升壓降壓或壓力表指針?biāo)矔r擺動等問題發(fā)生，為水壓試驗(yàn)的順利開展打下良好的基礎(chǔ)。

待鍋爐進(jìn)水時，密切觀察空氣門的暢通狀態(tài)，并對進(jìn)水管道進(jìn)行檢查。一般情況下，水壓試驗(yàn)中進(jìn)水速度回受到水溫和室溫的影響，若水溫與室溫相接近，則進(jìn)水速度較快，若水溫與室溫溫差較大，則進(jìn)水速度較緩慢。水壓試驗(yàn)中鍋爐處于滿水狀態(tài)時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面檢查，確保及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行妥善處理。

若在鍋爐滿水狀態(tài)下檢查無異常，可以結(jié)合鍋爐水容量大小選擇適宜的升壓方式開展升壓操作，常用的試壓泵是電動試壓泵和手壓泵，在升壓操作過程中應(yīng)當(dāng)密切監(jiān)測鍋爐情況，切不可超壓，以免影響水壓試驗(yàn)的安全進(jìn)行。

結(jié)語

正確認(rèn)識水壓試驗(yàn)的目的，認(rèn)真分析試驗(yàn)存在的風(fēng)險，對做好鍋爐水壓試驗(yàn)是非常重要的。水壓試驗(yàn)要有完備的安全技術(shù)措施，并認(rèn)真執(zhí)行。試驗(yàn)過程中，對試驗(yàn)的水溫、壓力和升壓速度加強(qiáng)控制，并防止操作不當(dāng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張海宏。水壓試驗(yàn)在鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察，2014，（05）。

[2]高祥明。關(guān)于電廠鍋爐水壓試驗(yàn)的分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（24）：160-160.

作者簡介：

董永昌（1984.7）），民族：漢，性別：男，學(xué)歷：碩士研究生，職稱：程師，研究反向：電站鍋爐定期檢驗(yàn)、監(jiān)督檢驗(yàn)。

（作者單位：中國特種設(shè)備檢測研究院）