電站鍋爐檢驗常見問題分析

王辰江

（中國特種設備檢測研究院，北京 100029）

1 電廠鍋爐檢驗概述

1.1 電站鍋爐的定期檢驗

電站鍋爐作為火電廠的三大主機之一，其重要性不言而喻。根據《中華人民共和國特種設備安全法》《特種設備安全監察條例》《鍋爐安全技術監察規程》等的規定，電站鍋爐需要進行鍋爐安裝過程中的監督檢驗和鍋爐投產后的定期檢驗，定期檢驗又分為定期外部檢驗和定期內部檢驗。鍋爐定期外部檢驗是指鍋爐在運行過程中的外部檢驗，主要檢查鍋爐的吊架、支撐情況是否存在異常，管道保溫情況是否良好，鍋爐管道、閥門等輔助設備是否存在泄漏等情況，以及電廠鍋爐運行過程中的各專業質量管理體系是否能夠高效和穩定運行等。鍋爐定期內部檢驗是指鍋爐停爐后，結合鍋爐的檢修工作進行的內部檢查工作。電站鍋爐內部檢驗包括受熱面管是否存在腐蝕、吹損、碰磨、減薄等情況的檢查，以及集箱、管道的硬度、金相、超聲、磁粉檢查等工作。鍋爐的運行條件非常復雜和嚴苛，長期高溫、高壓的工作條件下，鍋爐各部件出現一些問題是不可避免的，鍋爐內部檢驗是為了發現并及時有效地解決鍋爐長時間運行后出現的各種問題。這不僅能保證鍋爐的安全運行，防止安全生產事故的發生，還能提高鍋爐的利用率和使用壽命，從而提高電廠的經濟效益。

1.2 檢驗工作準備

在對鍋爐進行內部檢驗之前，應預留足夠的時間對鍋爐進行通風、降溫，在保證爐內溫度降至常溫后方能允許工作人員進入鍋爐進行檢查工作。內部檢驗工作需要制訂專門的檢驗方案，檢驗過程中嚴格按照檢驗計劃實施內部檢驗工作，待檢驗工作完成后，檢驗人員應向電廠出具相應的內部檢驗報告。為保證鍋爐檢驗工作的安全進行，檢驗過程中應嚴格落實監護制度。另外，為確保檢驗人員的人身安全，檢驗人員在操作過程中必須嚴格遵守檢驗制度和火電廠相關檢修規定，只有在建立安全保護措施后才能開始檢驗工作。

1.3 電鍋爐檢驗的主要內容

電站鍋爐的檢驗分為鍋爐安裝過程中的監督檢驗和鍋爐投產后的定期檢驗，定期檢驗又分為外部定期檢驗和內部定期檢驗。鍋爐外部定期檢驗是在鍋爐運行工程中的進行的外部檢驗工作。外部檢驗工作包括鍋爐設計、制造、安裝、登記相關資料的檢查，電廠與鍋爐管理、運行、保養、維修、安全隱患排查等相關制度的檢查，電廠鍋爐、運行、熱工、化學、金屬等相關專業日常管理制度、運行記錄、年度計劃、年度總結等相關資料的檢查，以及鍋爐現場支吊架、保溫、閥門、壓力表、壓力變送器等是否正常等情況的檢查。鍋爐定期內部檢驗需要在鍋爐停爐狀態下進行，具體檢查包括檢查鍋爐壓力元件的是否存在變形、過熱、泄漏、腐蝕、水垢、裂紋；檢查缺陷零件，鍋爐內壓裝置的內外表面是否有明顯的缺陷，特別是腐蝕、開裂等情況；受熱面是否存在腐蝕和磨損，鍋爐支架與被拉元件之間的連接處是否存在腐蝕，鍋爐內部是否存在彎曲、膨脹、過熱和壓碎現象；鍋爐內部壓力組件或框架是否損壞；鍋爐內部壓力組件水側是否積渣，進水管內壁是否有腐蝕、裂紋，管道排污管與排污閥的接觸是否可靠；通信和儀表是否正常運行，安全附件的響應是否靈敏，水位計和壓力計是否被阻塞等。

2 電鍋爐檢驗常見問題

鍋爐外部檢驗過程中經常出現的問題如下：人員持證不規范，特殊崗位工作人員持證不滿足相關法規的要求；安全閥校驗有效期超期；部分恒力彈簧支吊架失載、過載、吊桿傾斜度超標、指示銷釘缺失；壓力表、壓力變送器校驗有效期超期，等等。

鍋爐內部檢驗過程中經常出現的問題如下：鍋爐受熱面管變形、磨損嚴重；管排之間發生碰磨；水冷壁管近吹灰器區域的吹損；減溫器噴水管、噴水管套管及混合管內壁存在裂紋，爐側管道、集箱環焊縫無損檢測存在超標缺陷，爐側四大管道存在組織老化，部分管道對接環焊縫的硬度值異常，等等。

2.1 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。

2.2 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》（DL/T 999—2006）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。

2.3 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 Section ⅡPart A中SA-213T91的力學性能要求。對該管進行金相檢驗，背火側處的金相組織為回火馬氏體，屈服強度是金屬材料發生屈服現象時的屈服極限，亦即抵抗微量塑性變形的應力。抗拉強度是表征材料最大均勻塑形變形的抗力。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。

2.4 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。

2.5 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。

3 常見隱患的解決措施

3.1 提高質量監督

（1）有關檢驗的周期。根據相關法規的規定，鍋爐定期外部檢驗必須每年進行一次，鍋爐內部定期檢驗每3～6年一次，結合鍋爐檢修進行。

（2）有關特殊工種操作人員持證情況。根據《鍋爐安全技術監察規程》（TSG G0001—2012）規定鍋爐運行操作人員和鍋爐水處理作業人員應按照國家質檢總局頒發的《特種設備作業人員監督管理辦法》的規定持證上崗，按章作業。相關工種操作人員應按照規程要求完成取證工作。

（3）爐側安全閥校驗報告。根據《鍋爐安全技術監察規程》（TSG G0001—2012）規定，在用鍋爐的安全閥至少每年校驗一次，校驗一般在鍋爐運行的狀態下進行；如果現場校驗有問題時或者對安全閥進行修理后，可以在安全閥校驗臺上進行。安全閥能否正常起跳關系到鍋爐是否能夠安全運行，一旦鍋爐蒸汽壓力達到整定壓力，安全閥將不能正常起跳，從而造成鍋爐內的壓力持續上升，進而可能導致事故的發生。安全閥定期校驗可使安全閥長期處于靈敏可靠狀態。

3.2 實際生產過程中的施工控制

（1）針對水冷壁管存在鼓包的現象，建議電廠對產生鼓包變形的管子進行更換，并對產生鼓包的原因進行分析，防止其再次產生。

（2）針對部分管道母材組織老化的現象，電廠應對存在組織老化的管道加強監督，在下次檢修時進行跟蹤檢驗，同時擴大檢驗范圍，監測周圍母材是否同樣存在組織老化現象。

（3）針對個別管道力學性能低于標準規定值的現象，電廠在今后的檢修中應加強對受熱面管的監控，監控管理力學性能的變化。

（4）針對SA-335P91材料硬度值偏高的現象，電廠應防止超溫超壓，同時對硬度值偏高的焊縫加強監控，結合檢修計劃對硬度值偏高部位進行無損檢測、金相組織檢驗及硬度檢測等，加強跟蹤檢驗。

（5）針對管道對接環焊縫、堵閥閥體表面存在裂紋超標缺陷的現象，電廠一方面應對有裂紋的焊縫和堵閥加強金屬監督，對內表面進行檢測，另一方面應及時修理和更換存在嚴重安全隱患的焊縫和堵閥。

4 結論

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。