電站鍋爐內部檢驗常見缺陷分析

屠振岳 甘肅省特種設備檢驗檢測研究院

火力發電機組投運后，隨著運行時間的增加，電站鍋爐設計、制造、安裝、運行存在的問題會逐漸顯現。對鍋爐進行內部檢驗是發現其缺陷的主要方式之一，熟悉鍋爐內部檢驗中常常出現的問題才能有針對性地開展檢驗工作，以達到發現并消除缺陷的目的，從而確保發電機組安全穩定地運行。

一、電鍋爐檢驗常見問題

（一）水冷壁管存在鼓包現象

在對水冷壁進行宏觀檢查過程中，發現部分水冷壁管存在鼓包現象。水冷壁管鼓包意味著此處產生了塑性變形，即在運行工況下金屬管壁所承受的應力水平超出其屈服強度。出現鼓包的管子，其材質已經劣化，抗拉強度降低，隨時都存在爆管的風險，嚴重影響著鍋爐的安全運行。

（二）部分管道母材組織老化

在鍋爐內部檢驗過程中，發現存在個別管道母材組織老化現象。電廠使用的再熱蒸汽熱段管道直段和彎頭的材質為SA-335P22。而經現場檢測，發現再熱蒸汽熱段管道直段的組織為鐵素體+粒狀珠光體+碳化物，再熱蒸汽熱段管道彎頭的組織為鐵素體+粒狀貝氏體+碳化物。對于直段組織，其珠光體區域內的碳化物已顯著分散，已全部成小球狀，晶粒內還存在少量碳化物，但晶界處也分布著大量的碳化物且呈鏈狀分布，金相組織存在明顯球化現象。而對于彎頭組織，球化現象較直段的輕。依據《電站用2.25Cr-1Mo鋼球化評級標準》進行評定，直段組織的球化級別為3～4級，彎頭組織的球化級別為2～3級。這兩種球化級別的組織，晶粒內碳化物數量的大量減少會降低材質的抗拉強度和屈服強度，對屈服強度的影響更加明顯；而晶界處存在的大量呈鏈狀分布的碳化物則降低了材質的塑性和韌性。在使用條件下，再熱蒸汽熱段管道在發生斷裂前就不會產生適當的變形，而是突然發生脆性斷裂，這就給管道及鍋爐的安全穩定運行帶來了隱患。

（三）個別管道力學性能低于標準規定值

在內部檢驗過程中對部分受熱面管采用割管取樣檢驗的方式進行力學性能檢驗，發現個別管子力學性能未達標準：對于末級再熱器管（規格為φ63mm×4mm，材質為SA-213T91）割管進行了力學性能檢驗，測試結果顯示：背火側試樣的抗拉強度為570MPa，屈服強度為414MPa，均不符合ASME BPVC SectionⅡPart A中SA-213T91的力學性能要求。末級再熱器管的屈服強度、抗拉強度均低于標準值，顯示出管子的承載能力下降，在運行過程中可能存在爆管的風險。

（四）SA-335P91材料硬度值偏高

經硬度、金相檢測發現，個別管道對接環焊縫存在異常狀況。硬度是材料抵抗局部變形或表面損傷的能力。焊縫硬度值偏高可能會增加焊接接頭的脆化傾向、降低焊縫的韌性，從而該部位在發生斷裂前不會產生適當的變形，而是突然發生脆性斷裂，這就給管道及鍋爐的安全穩定運行帶來隱患。

（五）管道對接環焊縫、堵閥閥體表面存在裂紋超標缺陷

在內部檢驗過程中時常發現個別對接環焊縫、堵閥閥體表面存在裂紋超標缺陷。焊縫及堵閥閥體由于自身結構及保溫厚度不同等原因，在長期高溫高壓運行狀態下可能由于內外溫差較大而存在熱應力，加上自身制造過程中的殘余應力未能完全釋放，從而導致裂紋的產生。機組在啟停過程中產生的冷熱交替及長時間的高溫高壓運行環境，會加速裂紋的擴展，存在重大安全隱患。

二、常見隱患的解決措施

（一）受熱面管

通常來說，冷水壁極易產生的問題包括：其一，受熱發生變形。在折焰角處的冷水壁，需要承受較高熱負荷的位置，非常容易出現該項問題。鍋爐內部要對非常大的煙氣流速進行承受，所以磨損問題必不可少。例如，在折焰角、門口兩側以及燃燒器等相關部位，是發生磨損最嚴重的部位；其二，出現鼓包以及脹粗問題，該項問題容易發生的部位為水循環不良處，以及堆高熱量進行承載的位置；其三，裂紋問題。在對裂紋進行檢查的過程中，關鍵區域便是防渣管部位以及對高熱量進行承受的區域。

（二）檢驗三元件

針對這些部位實施檢驗的過程中，要重點檢驗上部管排、出煙口以及吹灰管，這是容易出現磨損問題的重點區域。如果三個元件有磨損問題發生，會使管組出現嚴重的變形，并且變形問題的發生非常普遍。一般情況下，在省煤器中，非常容易產生氧化腐蝕以及低溫腐蝕；在過熱器和再熱器中，非常容易發生高溫腐蝕，所以對三個元件實施的檢驗工作要重點強調，檢查出問題后，結合相應的措施對其進行解決，這是檢驗鍋爐最關鍵的內容之一，不可忽視。

（三）減溫器

減溫器表面時常出現的一項問題便是氧化和腐蝕，并且這兩項問題十分嚴重。所以，在具體檢驗的過程中，需要檢驗厚度以及硬度，并對減溫器元件進行檢測，需要應用的方法便是無損探傷檢測法，對筒封頭焊接的裂紋情況以及環焊接上的裂紋情況進行檢查。針對鍋爐的吊耳、支座、集箱和管座中的角焊縫裂紋的表面探傷，一定要重要開展，詳細驗看存在的裂縫問題。此外，內壁以及噴口產生的裂紋和相應的腐蝕問題檢驗、利用窺鏡的形式，檢驗混合式減溫器中的噴嘴以及內襯套等一系列工作，都要非常細致，避免出現檢驗疏漏。在具體實踐過程中，可利用面式溫減器的形式，抽查抽芯。如果鍋爐的運行時間已經超過了 5 萬個小時，一定要開展水壓試驗，才能對筒體是否有自由膨脹的問題產生進行了解。如果鍋爐的運行已經超過了 10 萬個小時，還需要對筒體表面、主焊縫表面、角焊縫表面，借助超聲波探傷的形式進行檢驗。

三、結束語

電站鍋爐的定期檢驗工作將切實影響到鍋爐的安全、穩定運行，不僅關系到電廠的安全生產，還關系到人民群眾的生命財產安全。對電站鍋爐定期檢驗工程中發現的問題進行分析和討論可以幫助工作人員了解并解決鍋爐運行中存在的各種安全隱患，從而保證鍋爐的安全、穩定運行。