电站锅炉内部检验常见缺陷分析

屠振岳 甘肃省特种设备检验检测研究院

火力发电机组投运后，随着运行时间的增加，电站锅炉设计、制造、安装、运行存在的问题会逐渐显现。对锅炉进行内部检验是发现其缺陷的主要方式之一，熟悉锅炉内部检验中常常出现的问题才能有针对性地开展检验工作，以达到发现并消除缺陷的目的，从而确保发电机组安全稳定地运行。

一、电锅炉检验常见问题

（一）水冷壁管存在鼓包现象

在对水冷壁进行宏观检查过程中，发现部分水冷壁管存在鼓包现象。水冷壁管鼓包意味着此处产生了塑性变形，即在运行工况下金属管壁所承受的应力水平超出其屈服强度。出现鼓包的管子，其材质已经劣化，抗拉强度降低，随时都存在爆管的风险，严重影响着锅炉的安全运行。

（二）部分管道母材组织老化

在锅炉内部检验过程中，发现存在个别管道母材组织老化现象。电厂使用的再热蒸汽热段管道直段和弯头的材质为SA-335P22。而经现场检测，发现再热蒸汽热段管道直段的组织为铁素体+粒状珠光体+碳化物，再热蒸汽热段管道弯头的组织为铁素体+粒状贝氏体+碳化物。对于直段组织，其珠光体区域内的碳化物已显著分散，已全部成小球状，晶粒内还存在少量碳化物，但晶界处也分布着大量的碳化物且呈链状分布，金相组织存在明显球化现象。而对于弯头组织，球化现象较直段的轻。依据《电站用2.25Cr-1Mo钢球化评级标准》进行评定，直段组织的球化级别为3～4级，弯头组织的球化级别为2～3级。这两种球化级别的组织，晶粒内碳化物数量的大量减少会降低材质的抗拉强度和屈服强度，对屈服强度的影响更加明显；而晶界处存在的大量呈链状分布的碳化物则降低了材质的塑性和韧性。在使用条件下，再热蒸汽热段管道在发生断裂前就不会产生适当的变形，而是突然发生脆性断裂，这就给管道及锅炉的安全稳定运行带来了隐患。

（三）个别管道力学性能低于标准规定值

在内部检验过程中对部分受热面管采用割管取样检验的方式进行力学性能检验，发现个别管子力学性能未达标准：对于末级再热器管（规格为φ63mm×4mm，材质为SA-213T91）割管进行了力学性能检验，测试结果显示：背火侧试样的抗拉强度为570MPa，屈服强度为414MPa，均不符合ASME BPVC SectionⅡPart A中SA-213T91的力学性能要求。末级再热器管的屈服强度、抗拉强度均低于标准值，显示出管子的承载能力下降，在运行过程中可能存在爆管的风险。

（四）SA-335P91材料硬度值偏高

经硬度、金相检测发现，个别管道对接环焊缝存在异常状况。硬度是材料抵抗局部变形或表面损伤的能力。焊缝硬度值偏高可能会增加焊接接头的脆化倾向、降低焊缝的韧性，从而该部位在发生断裂前不会产生适当的变形，而是突然发生脆性断裂，这就给管道及锅炉的安全稳定运行带来隐患。

（五）管道对接环焊缝、堵阀阀体表面存在裂纹超标缺陷

在内部检验过程中时常发现个别对接环焊缝、堵阀阀体表面存在裂纹超标缺陷。焊缝及堵阀阀体由于自身结构及保温厚度不同等原因，在长期高温高压运行状态下可能由于内外温差较大而存在热应力，加上自身制造过程中的残余应力未能完全释放，从而导致裂纹的产生。机组在启停过程中产生的冷热交替及长时间的高温高压运行环境，会加速裂纹的扩展，存在重大安全隐患。

二、常见隐患的解决措施

（一）受热面管

通常来说，冷水壁极易产生的问题包括：其一，受热发生变形。在折焰角处的冷水壁，需要承受较高热负荷的位置，非常容易出现该项问题。锅炉内部要对非常大的烟气流速进行承受，所以磨损问题必不可少。例如，在折焰角、门口两侧以及燃烧器等相关部位，是发生磨损最严重的部位；其二，出现鼓包以及胀粗问题，该项问题容易发生的部位为水循环不良处，以及堆高热量进行承载的位置；其三，裂纹问题。在对裂纹进行检查的过程中，关键区域便是防渣管部位以及对高热量进行承受的区域。

（二）检验三元件

针对这些部位实施检验的过程中，要重点检验上部管排、出烟口以及吹灰管，这是容易出现磨损问题的重点区域。如果三个元件有磨损问题发生，会使管组出现严重的变形，并且变形问题的发生非常普遍。一般情况下，在省煤器中，非常容易产生氧化腐蚀以及低温腐蚀；在过热器和再热器中，非常容易发生高温腐蚀，所以对三个元件实施的检验工作要重点强调，检查出问题后，结合相应的措施对其进行解决，这是检验锅炉最关键的内容之一，不可忽视。

（三）减温器

减温器表面时常出现的一项问题便是氧化和腐蚀，并且这两项问题十分严重。所以，在具体检验的过程中，需要检验厚度以及硬度，并对减温器元件进行检测，需要应用的方法便是无损探伤检测法，对筒封头焊接的裂纹情况以及环焊接上的裂纹情况进行检查。针对锅炉的吊耳、支座、集箱和管座中的角焊缝裂纹的表面探伤，一定要重要开展，详细验看存在的裂缝问题。此外，内壁以及喷口产生的裂纹和相应的腐蚀问题检验、利用窥镜的形式，检验混合式减温器中的喷嘴以及内衬套等一系列工作，都要非常细致，避免出现检验疏漏。在具体实践过程中，可利用面式温减器的形式，抽查抽芯。如果锅炉的运行时间已经超过了 5 万个小时，一定要开展水压试验，才能对筒体是否有自由膨胀的问题产生进行了解。如果锅炉的运行已经超过了 10 万个小时，还需要对筒体表面、主焊缝表面、角焊缝表面，借助超声波探伤的形式进行检验。

三、结束语

电站锅炉的定期检验工作将切实影响到锅炉的安全、稳定运行，不仅关系到电厂的安全生产，还关系到人民群众的生命财产安全。对电站锅炉定期检验工程中发现的问题进行分析和讨论可以帮助工作人员了解并解决锅炉运行中存在的各种安全隐患，从而保证锅炉的安全、稳定运行。