电站锅炉联箱的缺陷检验及修复

李浩 张洪涛 朱学锋

摘要：电站锅炉质量的好坏直接影响到锅炉的质量以及能否确保锅炉安全经济运行。为确保电站锅炉的安全性能，电站锅炉产品的制造、安装质量尤其重要。在制造、安装环节中，国家实行制造、安装资格许可制度和产品安全性能强制监督检验制度，其中电站锅炉产品安全性能及安装监督检验是保证电站锅炉安全性能的重要手段。基于此，本文主要对电站锅炉联箱的缺陷检验及修复进行分析探讨。

关键词：电站锅炉;联箱缺陷检验;修复

1、锅炉的基本情况及发现的缺陷

1.1锅炉的基本情况

锅炉型号：YG-410/9.8-M，锅炉连续蒸发量410t/h，锅筒工作压力11.28MPa，过热蒸汽压力9.8MPa，给水温度227℃，过热蒸汽温度540℃，自然循环，投用日期1996年。

1.2锅炉检验及缺陷情况

检验时我们重点对锅炉的锅筒、集箱、下降管、受热面管子、四大管道进行检验。锅炉的锅筒重点检验内壁是否有腐蚀、裂纹等情况，汽水分离设备连接焊缝是否开裂，锅筒上的安全阀、向空排汽阀、给水、加药等管座是否存在裂纹缺陷，集中下降管的角焊缝是否存在缺陷等。集箱的管座焊缝是否存在裂纹，重点部位是安全阀的管座焊缝、对空排汽管座焊缝、减温器的给水管座焊缝，主汽管道的高温蠕变和弯头部位的磨损情况等。

采用的主要检测方法有：目视检测、尺寸测量、无损探伤、金相检测、硬度测量、厚度测试、内窥镜检测等方法。根据超声波探伤，发现锅炉集汽联箱的对空排气管座根部内壁存在缺陷，根据产生的位置，判定为裂纹。

1.3产生缺陷原因

将管座割除后发现，联箱开孔四周存在十几条放射状裂纹，有4条裂纹已经裂透贯穿整个联箱壁厚，在内壁的张口尺寸大于外壁且长度长于外壁，表明裂纹从内壁开始开裂。裂纹沿联箱开孔径向在外壁的最大尺寸为6mm，用反光镜从内壁观察和用超声波探伤检查，内壁多条裂纹沿管孔周围扩展长度约有30mm～50mm。初步分析产生裂纹的原因为该处受开关对空排汽时交变温度和交变应力的影响。该处对空排汽閥门开关频繁，阀座承受排汽时的反冲力，温度交替升降，又产生温差应力。

联箱和管座的材质均为12Cr1MoVG，集汽联箱的规格为Φ325mm×40mm，对空排汽管座的规格为Φ133mm×13mm。由于管孔开裂严重，而本次大修又不能对联箱进行更换，决定对该段联箱进行更换并更换管座，更换的联箱短节与管座与原联箱及管座材质、规格均相同，并应对其它管座进行详细检查。

2、缺陷的焊接修复

2.1焊前准备

①以对空排汽管孔外壁向左右相邻导汽管外壁各1/2处为切割点，割除原联箱短节，备换短节亦按此长度选取。更换的联箱管段采用与原联箱同样材质规格的钢管，使用前进行材质分析、机械性能试验，参照JB3375标准验收合格方可使用。

②焊接严格执行《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2012（标准更新）标准。采用热切割方法制备对接坡口，坡口形式见图3，切割时需留出加工余量，然后用磨光机去处理淬硬层并修磨坡口表面。

③对联箱短节端面、内外壁进行详细检验，不得有缺陷存在。机械加工排汽管管孔，机械清理管孔周围，渗透检验管壁及周围无缺陷存在。坡口处母材应无裂纹、重皮、损伤及毛刺等缺陷，渗透检验没有裂纹存在。每个焊口至少3处，且互呈120°角度分布。注意不得强力对口，其对口错边量要小于1mm。

④焊工要持有质量技术监督部门核发的特种设备焊工合格证书，并具有相应材质级别、规格及位置的合格项目。焊工焊前练习确认合格后方能正式施焊。

⑤焊条和焊丝应参照JB3375标准进行入厂检验。焊丝在使用前需用纱布将表面清理干净，焊条在使用前应按规定要求进行烘干，并放于保温筒中带入现场随用随取，所用的焊条要有质量合格证书且存放年限不超过年，焊条重复烘干的次数不得超过2次。

⑥X7-400逆变焊机两台，氩弧焊设备两套。电热毯及加热控制设备一套。焊前采用电阻加热方式预热250℃～300℃，并保持焊接过程中的层间温度不低于该温度。

2.2焊接工艺

①管座焊接

焊接方法为手工电弧焊，焊接材料为焊条选用R317，规格为Φ2.5mm、Φ3.2mm。焊条在使用前要经过350℃×2h烘干，并放于保温筒中带入现场随用随取。焊接前采用电热毯预热联箱焊接处，预热温度为200℃。焊接过程中严禁在非焊接处引熄弧。管座与联箱的角焊缝其焊角高度要大于管座的壁厚，焊缝表面与管座表面形成的角度要保证焊角均匀，管端开V型坡口以利焊透，其焊缝表面圆滑过度。

②集箱管段对接

清理出坡口及其周围15mm范围内油迹、锈污，直至露出金属光泽。着色检验没有裂纹存在，点固不得少于3点，每点长度不少于20mm长。焊接方法为氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。焊丝使用前将表面清理干净，焊条在使用前要经过350℃×2h烘干，并放于保温筒中带入现场随用随取。

焊接前采用电热毯预热联箱焊接处，预热温度为200℃。焊接规范为：焊丝，电流70A～90A，氩气流量9L/min～11L/min;Φ2.5mm焊条，电流80A～90A;Φ3.2mm焊条，电流90A～110A。焊接过程中焊工要严格自检，焊接时两名焊工对称焊接，注意接头质量和清渣，收弧时要填满弧坑，防止弧坑裂纹产生。焊后及时进行热处理，热处理时的加热宽度从焊缝中心线算起每侧不小于150mm，恒温时的保温宽度每侧不小于300mm。

3、结论与建议

①锅炉上的排汽管座、安全阀座、喷水减温器的给水管座等易于发生应力集中的部位，检验时应重点检查。

②下次小修时对该集箱修复短节焊缝要加强检查，建议下次大修更换该联箱。对锅炉缺陷的修复，应查明原因，执行更为严格的修理工艺，修复时应注意防止变形、应力集中、裂纹等新缺陷的产生。

参考文献：

[1]姜磊，杨俊保.电站锅炉故障诊断技术的发展[J].上海电力学院学报，2010，26（6）：542-544.

[2]花伟.锅炉混合智能故障诊断技术的研究[D].南京：南京工业大学，2006.

（作者单位：1青岛市特种设备检验检测研究院;2青岛市电梯安全应急和监控中心）