660MW超超临界火力发电机组水冷壁线性缺陷的检查及处理

摘要：某电厂3、4号机组2台660MW超超临界机组，在机组基建期间发现垂直水冷壁管内壁存在大面积线性缺陷。针对此缺陷，业主单位邀请专业公司及单位对其产生的原理、危害及检验方法进行了深入的调查和了解，提出了一套检验及处理方案。文章针对660MW超超临界火力发电机组水冷壁制造原始缺陷，特别是水冷壁管在热轧冷拔过程中产生的线性缺陷，分析其形成原因及危害，寻找合适的检验方法和处理措施。

关键词：660MW；超超临界；火力发电机组；水冷壁；线性缺陷

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0118-03

某电厂3、4号机组2台660MW超超临界机组，在机组基建期间发现垂直水冷壁管内壁存在大面积线性缺陷。针对此缺陷，业主单位邀请专业公司及单位对其产生的原理、危害及检验方法进行了深入的调查和了解，提出了一套检验及处理方案。

1 概述

2010年1月22日，某电厂4号锅炉水冷壁前墙右侧3个上集箱短管与管屏的对接焊口进行拍片检查，发现其中9根集箱短管内壁存在线性缺陷，对集箱短管进行扩大拍片抽查，抽查的18根短管中又发现3根存在类似缺陷；对前墙右侧5个上集箱相同部位焊缝的RT底片进行复查，再次发现5根集箱短管及1根管屏管子存在上述缺陷。切下一根集箱短管剖开并进行着色检查，从检查情况看，该线性缺陷疑似裂纹。2010年2月7日，对4号炉全部到货的水冷壁集箱进行检查，共发现39根短管存在线性缺陷，占检查总数的3.4%；对管屏管子进行检查，共发现20根管子存在线性缺陷，占检查总数的1%，分析认为缺陷存在普遍性，急需查找缺陷形成的原因及处理措施。

2 缺陷的金相检验

3.2 冷拔内模外表面质量对冷拔成品管内表面质量的影响

正常生产时，冷拔工艺要求所使用的内模表面应光滑、完好。但实际生产中，内模在使用一段时间后，表面会出现不同程度的磨伤和划痕。试验对内壁粗糙的管坯在其后冷拔带芯拔制道次时，分别采用外表光滑的内模和有擦伤、划痕的内模进行了拉拔，以对比内模外表面质量对成品管内表面质量的影响程度。

3.3 试验方案

3.4 试验结果

根据粗糙管坯内表面的金相照片，可以看出管坯的内壁凸凹不平，与宏观上存在较多的小凹坑是一致的。粗糙管坯带芯拔制时，内模选用光滑、完好和有划痕、擦伤两种情况后的钢管内壁金相，内壁均存在一定程度的小凹坑。粗糙管坯带芯拔制道次采用完好内模和划痕内模后，再次冷拔后的内壁金，两者的内壁均存在细小的沟槽性线状缺陷，可以发现，随着钢管冷拔道次的增多，原管坯内壁存在的小凹坑不断地进行了收缩、延长，使其演变成了沟槽，且沟槽的宽度越来越小。内表面较好的管坯使用完好、光滑的冷拔内模定壁道拔制的钢管内壁金相无细小线状缺陷，钢管内壁更平滑。因此，管坯内表面原存在的小凹坑是形成成品管内壁细小线状缺陷的主要原因，此次内壁发现的细小线性缺陷，主要是由于热轧顶头疲劳起皱导致管坯内表面粗糙。根据缺陷形成原因分析，此线性缺陷如两端没有，则管子中间也没有，可减少检查的工作量。

4 探伤方法的摸索和试验

按锅炉厂要求，炉管在使用前应经过探伤检验，但根据调查，此批管道存在漏检，漏检量约达93吨，制造成品管子数量庞大。根据线性缺陷的危害性及满足规范要求，需要找出管子内壁大于0.2毫米的所有缺陷并更换有缺陷的管子。为缩短检验时间，进行了无损探伤方法的探索和试验，手动超声波探伤方法在理论上和实际操作中均是可行的，但费时费力，不符合工程实际。手工超声波探伤手段作为验证手段或辅助手段来使用。管子端面金相检验方法通过实际试验证明端部金相试验方法是可以使用的。该方法缺点是只能排查管子两端，只适用于没有安装的管屏，对3号炉已经安装并焊接完成的部分无法使用这一方法。另外该方法耗时比较长，不能作为主要检查手段使用，在切管验证内壁缺陷深度时，可以采用端面金相检查方法。超声波导波的探伤方法国内已有辽宁清河电厂、华能沁北电厂等多家电厂成功运用导波技术检测出管道（光管）内壁缺陷。沈阳金联电力科技有限公司已成功将超声导波检测方法大量应用到实际检测工程中，是首家将导波技术大量用于实际检测工程的专业检测公司，利用他们的设备和检测技术对现有管屏进行了实地检测，并根据不同的检测结果实际取样9根，分别是有信号明显的、没有信号的、局部有信号的样管，将检测后的这些管样由电厂外送进行金相分析验证，金相验证结果表明：检测信号明显的，金相检查有大于0.2毫米的缺陷，没有检测信号的，基本没有缺陷或缺陷很小，而局部有信号的，金相检查缺陷也小于0.2毫米。以上对比验证结果表明：沈阳金联电力科技有限公司的超声波导波检测设备和检测技术可以信任并能够实际操作，可以在水冷壁管的向火面和背火面分别进行检测。超声波导波检测设备和技术可以作为主要检测手段对3、4号炉管子内壁缺陷进行检测，时间可以控制在2周左右，可以被现场所接受。

5 结语

水冷壁线性缺陷的产生源于对管子生产的质量控制不严，在后期检验中又存在出厂前检验的缺失，导致现场工作的被动。在此次的缺陷处理中，利用导波技术检验出3、4号机组共84根水冷壁直管存在线性缺陷，共更换840米；水冷壁过渡段弯管42根存在线性缺陷，给予全部更换，同时水冷壁出口集箱短管更换32件。现该两台机组已运行3年，未发生因该缺陷而导致爆管事故，但提醒我们在火力发电基建项目中，需督促制造商加强质量管控，同时业主单位也需做好安装前的产品检验，避免在生产中因设备原始缺陷发生故障，同时应多了解和吸收新技术的应用和推广，如本次的导波检验技术的应用，加快了缺陷处理的进程，为工程建设的推进提供了很大帮助。

参考文献

[1] 焦敬品，何存富，吴斌，费仁元，王秀艳.管道超声导波检测技术研究进展[J].实验力学，2002，（1）.

作者简介：袁燕明（1981-），男，福建上杭人，广东红海湾发电有限公司工程师，研究方向：电厂锅炉、环保设备的技术和管理。endprint

摘要：某电厂3、4号机组2台660MW超超临界机组，在机组基建期间发现垂直水冷壁管内壁存在大面积线性缺陷。针对此缺陷，业主单位邀请专业公司及单位对其产生的原理、危害及检验方法进行了深入的调查和了解，提出了一套检验及处理方案。文章针对660MW超超临界火力发电机组水冷壁制造原始缺陷，特别是水冷壁管在热轧冷拔过程中产生的线性缺陷，分析其形成原因及危害，寻找合适的检验方法和处理措施。

关键词：660MW；超超临界；火力发电机组；水冷壁；线性缺陷

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0118-03

某电厂3、4号机组2台660MW超超临界机组，在机组基建期间发现垂直水冷壁管内壁存在大面积线性缺陷。针对此缺陷，业主单位邀请专业公司及单位对其产生的原理、危害及检验方法进行了深入的调查和了解，提出了一套检验及处理方案。

1 概述

2010年1月22日，某电厂4号锅炉水冷壁前墙右侧3个上集箱短管与管屏的对接焊口进行拍片检查，发现其中9根集箱短管内壁存在线性缺陷，对集箱短管进行扩大拍片抽查，抽查的18根短管中又发现3根存在类似缺陷；对前墙右侧5个上集箱相同部位焊缝的RT底片进行复查，再次发现5根集箱短管及1根管屏管子存在上述缺陷。切下一根集箱短管剖开并进行着色检查，从检查情况看，该线性缺陷疑似裂纹。2010年2月7日，对4号炉全部到货的水冷壁集箱进行检查，共发现39根短管存在线性缺陷，占检查总数的3.4%；对管屏管子进行检查，共发现20根管子存在线性缺陷，占检查总数的1%，分析认为缺陷存在普遍性，急需查找缺陷形成的原因及处理措施。

2 缺陷的金相检验

3.2 冷拔内模外表面质量对冷拔成品管内表面质量的影响

正常生产时，冷拔工艺要求所使用的内模表面应光滑、完好。但实际生产中，内模在使用一段时间后，表面会出现不同程度的磨伤和划痕。试验对内壁粗糙的管坯在其后冷拔带芯拔制道次时，分别采用外表光滑的内模和有擦伤、划痕的内模进行了拉拔，以对比内模外表面质量对成品管内表面质量的影响程度。

3.3 试验方案

3.4 试验结果

根据粗糙管坯内表面的金相照片，可以看出管坯的内壁凸凹不平，与宏观上存在较多的小凹坑是一致的。粗糙管坯带芯拔制时，内模选用光滑、完好和有划痕、擦伤两种情况后的钢管内壁金相，内壁均存在一定程度的小凹坑。粗糙管坯带芯拔制道次采用完好内模和划痕内模后，再次冷拔后的内壁金，两者的内壁均存在细小的沟槽性线状缺陷，可以发现，随着钢管冷拔道次的增多，原管坯内壁存在的小凹坑不断地进行了收缩、延长，使其演变成了沟槽，且沟槽的宽度越来越小。内表面较好的管坯使用完好、光滑的冷拔内模定壁道拔制的钢管内壁金相无细小线状缺陷，钢管内壁更平滑。因此，管坯内表面原存在的小凹坑是形成成品管内壁细小线状缺陷的主要原因，此次内壁发现的细小线性缺陷，主要是由于热轧顶头疲劳起皱导致管坯内表面粗糙。根据缺陷形成原因分析，此线性缺陷如两端没有，则管子中间也没有，可减少检查的工作量。

4 探伤方法的摸索和试验

按锅炉厂要求，炉管在使用前应经过探伤检验，但根据调查，此批管道存在漏检，漏检量约达93吨，制造成品管子数量庞大。根据线性缺陷的危害性及满足规范要求，需要找出管子内壁大于0.2毫米的所有缺陷并更换有缺陷的管子。为缩短检验时间，进行了无损探伤方法的探索和试验，手动超声波探伤方法在理论上和实际操作中均是可行的，但费时费力，不符合工程实际。手工超声波探伤手段作为验证手段或辅助手段来使用。管子端面金相检验方法通过实际试验证明端部金相试验方法是可以使用的。该方法缺点是只能排查管子两端，只适用于没有安装的管屏，对3号炉已经安装并焊接完成的部分无法使用这一方法。另外该方法耗时比较长，不能作为主要检查手段使用，在切管验证内壁缺陷深度时，可以采用端面金相检查方法。超声波导波的探伤方法国内已有辽宁清河电厂、华能沁北电厂等多家电厂成功运用导波技术检测出管道（光管）内壁缺陷。沈阳金联电力科技有限公司已成功将超声导波检测方法大量应用到实际检测工程中，是首家将导波技术大量用于实际检测工程的专业检测公司，利用他们的设备和检测技术对现有管屏进行了实地检测，并根据不同的检测结果实际取样9根，分别是有信号明显的、没有信号的、局部有信号的样管，将检测后的这些管样由电厂外送进行金相分析验证，金相验证结果表明：检测信号明显的，金相检查有大于0.2毫米的缺陷，没有检测信号的，基本没有缺陷或缺陷很小，而局部有信号的，金相检查缺陷也小于0.2毫米。以上对比验证结果表明：沈阳金联电力科技有限公司的超声波导波检测设备和检测技术可以信任并能够实际操作，可以在水冷壁管的向火面和背火面分别进行检测。超声波导波检测设备和技术可以作为主要检测手段对3、4号炉管子内壁缺陷进行检测，时间可以控制在2周左右，可以被现场所接受。

5 结语

水冷壁线性缺陷的产生源于对管子生产的质量控制不严，在后期检验中又存在出厂前检验的缺失，导致现场工作的被动。在此次的缺陷处理中，利用导波技术检验出3、4号机组共84根水冷壁直管存在线性缺陷，共更换840米；水冷壁过渡段弯管42根存在线性缺陷，给予全部更换，同时水冷壁出口集箱短管更换32件。现该两台机组已运行3年，未发生因该缺陷而导致爆管事故，但提醒我们在火力发电基建项目中，需督促制造商加强质量管控，同时业主单位也需做好安装前的产品检验，避免在生产中因设备原始缺陷发生故障，同时应多了解和吸收新技术的应用和推广，如本次的导波检验技术的应用，加快了缺陷处理的进程，为工程建设的推进提供了很大帮助。

参考文献

[1] 焦敬品，何存富，吴斌，费仁元，王秀艳.管道超声导波检测技术研究进展[J].实验力学，2002，（1）.

作者简介：袁燕明（1981-），男，福建上杭人，广东红海湾发电有限公司工程师，研究方向：电厂锅炉、环保设备的技术和管理。endprint

摘要：某电厂3、4号机组2台660MW超超临界机组，在机组基建期间发现垂直水冷壁管内壁存在大面积线性缺陷。针对此缺陷，业主单位邀请专业公司及单位对其产生的原理、危害及检验方法进行了深入的调查和了解，提出了一套检验及处理方案。文章针对660MW超超临界火力发电机组水冷壁制造原始缺陷，特别是水冷壁管在热轧冷拔过程中产生的线性缺陷，分析其形成原因及危害，寻找合适的检验方法和处理措施。

关键词：660MW；超超临界；火力发电机组；水冷壁；线性缺陷

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0118-03

某电厂3、4号机组2台660MW超超临界机组，在机组基建期间发现垂直水冷壁管内壁存在大面积线性缺陷。针对此缺陷，业主单位邀请专业公司及单位对其产生的原理、危害及检验方法进行了深入的调查和了解，提出了一套检验及处理方案。

1 概述

2010年1月22日，某电厂4号锅炉水冷壁前墙右侧3个上集箱短管与管屏的对接焊口进行拍片检查，发现其中9根集箱短管内壁存在线性缺陷，对集箱短管进行扩大拍片抽查，抽查的18根短管中又发现3根存在类似缺陷；对前墙右侧5个上集箱相同部位焊缝的RT底片进行复查，再次发现5根集箱短管及1根管屏管子存在上述缺陷。切下一根集箱短管剖开并进行着色检查，从检查情况看，该线性缺陷疑似裂纹。2010年2月7日，对4号炉全部到货的水冷壁集箱进行检查，共发现39根短管存在线性缺陷，占检查总数的3.4%；对管屏管子进行检查，共发现20根管子存在线性缺陷，占检查总数的1%，分析认为缺陷存在普遍性，急需查找缺陷形成的原因及处理措施。

2 缺陷的金相检验

3.2 冷拔内模外表面质量对冷拔成品管内表面质量的影响

正常生产时，冷拔工艺要求所使用的内模表面应光滑、完好。但实际生产中，内模在使用一段时间后，表面会出现不同程度的磨伤和划痕。试验对内壁粗糙的管坯在其后冷拔带芯拔制道次时，分别采用外表光滑的内模和有擦伤、划痕的内模进行了拉拔，以对比内模外表面质量对成品管内表面质量的影响程度。

3.3 试验方案

3.4 试验结果

根据粗糙管坯内表面的金相照片，可以看出管坯的内壁凸凹不平，与宏观上存在较多的小凹坑是一致的。粗糙管坯带芯拔制时，内模选用光滑、完好和有划痕、擦伤两种情况后的钢管内壁金相，内壁均存在一定程度的小凹坑。粗糙管坯带芯拔制道次采用完好内模和划痕内模后，再次冷拔后的内壁金，两者的内壁均存在细小的沟槽性线状缺陷，可以发现，随着钢管冷拔道次的增多，原管坯内壁存在的小凹坑不断地进行了收缩、延长，使其演变成了沟槽，且沟槽的宽度越来越小。内表面较好的管坯使用完好、光滑的冷拔内模定壁道拔制的钢管内壁金相无细小线状缺陷，钢管内壁更平滑。因此，管坯内表面原存在的小凹坑是形成成品管内壁细小线状缺陷的主要原因，此次内壁发现的细小线性缺陷，主要是由于热轧顶头疲劳起皱导致管坯内表面粗糙。根据缺陷形成原因分析，此线性缺陷如两端没有，则管子中间也没有，可减少检查的工作量。

4 探伤方法的摸索和试验

按锅炉厂要求，炉管在使用前应经过探伤检验，但根据调查，此批管道存在漏检，漏检量约达93吨，制造成品管子数量庞大。根据线性缺陷的危害性及满足规范要求，需要找出管子内壁大于0.2毫米的所有缺陷并更换有缺陷的管子。为缩短检验时间，进行了无损探伤方法的探索和试验，手动超声波探伤方法在理论上和实际操作中均是可行的，但费时费力，不符合工程实际。手工超声波探伤手段作为验证手段或辅助手段来使用。管子端面金相检验方法通过实际试验证明端部金相试验方法是可以使用的。该方法缺点是只能排查管子两端，只适用于没有安装的管屏，对3号炉已经安装并焊接完成的部分无法使用这一方法。另外该方法耗时比较长，不能作为主要检查手段使用，在切管验证内壁缺陷深度时，可以采用端面金相检查方法。超声波导波的探伤方法国内已有辽宁清河电厂、华能沁北电厂等多家电厂成功运用导波技术检测出管道（光管）内壁缺陷。沈阳金联电力科技有限公司已成功将超声导波检测方法大量应用到实际检测工程中，是首家将导波技术大量用于实际检测工程的专业检测公司，利用他们的设备和检测技术对现有管屏进行了实地检测，并根据不同的检测结果实际取样9根，分别是有信号明显的、没有信号的、局部有信号的样管，将检测后的这些管样由电厂外送进行金相分析验证，金相验证结果表明：检测信号明显的，金相检查有大于0.2毫米的缺陷，没有检测信号的，基本没有缺陷或缺陷很小，而局部有信号的，金相检查缺陷也小于0.2毫米。以上对比验证结果表明：沈阳金联电力科技有限公司的超声波导波检测设备和检测技术可以信任并能够实际操作，可以在水冷壁管的向火面和背火面分别进行检测。超声波导波检测设备和技术可以作为主要检测手段对3、4号炉管子内壁缺陷进行检测，时间可以控制在2周左右，可以被现场所接受。

5 结语

水冷壁线性缺陷的产生源于对管子生产的质量控制不严，在后期检验中又存在出厂前检验的缺失，导致现场工作的被动。在此次的缺陷处理中，利用导波技术检验出3、4号机组共84根水冷壁直管存在线性缺陷，共更换840米；水冷壁过渡段弯管42根存在线性缺陷，给予全部更换，同时水冷壁出口集箱短管更换32件。现该两台机组已运行3年，未发生因该缺陷而导致爆管事故，但提醒我们在火力发电基建项目中，需督促制造商加强质量管控，同时业主单位也需做好安装前的产品检验，避免在生产中因设备原始缺陷发生故障，同时应多了解和吸收新技术的应用和推广，如本次的导波检验技术的应用，加快了缺陷处理的进程，为工程建设的推进提供了很大帮助。

参考文献

[1] 焦敬品，何存富，吴斌，费仁元，王秀艳.管道超声导波检测技术研究进展[J].实验力学，2002，（1）.

作者简介：袁燕明（1981-），男，福建上杭人，广东红海湾发电有限公司工程师，研究方向：电厂锅炉、环保设备的技术和管理。endprint