一起由锅炉定检发现的主蒸汽管安装问题

王永兵

(新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，乌鲁木齐 830011）

1 引言

电站锅炉作为一种重要的能量转换设备，其部件大部分在高温、高压下运行，对锅炉内部定检检验是保障锅炉安全运行、预防和减少事故发生的有效手段，也是法律、安全技术规范和标准赋予检验单位的职责，本文针对新疆某检验单位对某单位锅炉内部检验中的重要部件主蒸汽管道抽检发现某焊接接头部分硬度和金相异常，本文就此异常展开案例分析并提出建议。

1.1 设备基本概况

锅炉型号：XD-260/9.81-M

锅炉制造单位：唐山XX锅炉集团有限责任公司

锅炉安装单位：中国化学工程第XXX建设有限公司

管道设计单位：XX工程有限公司（原化学工业第XXX设计院）

主蒸汽管道安装单位：河北XXXXXXXX有限公司

累计运行小时数：32864小时

额定蒸发量：260t/h；过热器出口压力：9.81MPa；过热器出口温度：540℃

集汽集箱规格和材质：φ325×36mm、

12Cr1MoVG

锅炉集汽集箱出口导管（设计院侧主蒸汽管）规格和材质：φ323.8×21.44mm、A-335P91

1.2 存在问题

2021年8月4日，新疆XXXXX检验研究院针对新疆XX能源化工有限公司3号锅炉的某处主蒸汽管道对接接头A进行金相检测和硬度检测，发现该对接接头A1侧母材硬度HBHLD平均5点为143、焊缝A硬度HBHLD平均5点为294，且母材金相组织为δ-铁素体（＞5%）+碳化物（图1）,焊缝A金相组织为庞大的马氏体组织（图2），焊缝A2侧母材硬度和金相组织正常，热影响区均未见异常。根据该检验单位前期查询资料该主蒸汽管道材质为A-335P91，焊缝焊材为ER90S-B9(打底焊丝)+E9018-B9(焊条）。根据标准DL/T438-2016《火力发电厂金属技术监督规则》中9%～12%Cr钢在7.3.2（b）规定：100倍金相组织中为δ-铁素体含量不超过5%；附录C规定：钢管P91硬度HB值为185～250，焊缝185～270。由此可见：该焊接接头A1侧母材硬度偏低，焊缝A硬度偏高，母材金相组织为＞5%的δ-铁素体，异常。

图1

图2

2 检验检测方案的要求

根据《锅炉安全技术规程》附件J对主蒸汽管道运行5万小时以下理化检测要求：9%～12%Cr钢材料制造的主蒸汽管道对接接头和弯头（弯管）金相检测和硬度检测抽查比例一般各为对接接头和弯头（弯管）数量的10%的，并且各不少于1点。

3 问题原因及处置措施

3.1 问题原因

对于该检验部位检测时还发现该主蒸汽管道的连接有别于同时检验同样炉型的其他3台，该主蒸汽管在2.3米长度范围内有2处焊缝连接（排除了位置原因）（见图3），与设计图纸和施工图纸均不符。于是扩大检验范围至另1处焊接接头B发现均存在上述问题，光谱复验，发现从主汽阀至弯头共2.3米范围内的1米的主蒸汽钢管材质为12Cr1MoVG，其余材质为P91，且焊缝元素均与P91材质元素相符。

图3

对使用单位问询和资料审查，发现锅炉安装和管道安装单位为不同的单位进行，锅炉在水压完毕进行吹管时发现没有出口，锅炉安装单位切割了该段主蒸汽管道后又由管道安装单位进行焊接热处理，管道安装单位在施工过程中光谱复验流于形式即施工，这是由于安装混乱导致的问题。其次，审查焊接热处理记录，发现此2处焊接电弧焊时采用4.0mm焊条且热处理记录缺失，根据DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》附录F对P91焊接要求：焊条电弧焊进行填充和盖面时宜采用不大于3.2mm的焊条焊接。此2处焊接违反了焊接工艺规程要求。

3.2 处置措施

发现由于安装失控造成原因后，项目负责人除扩大检测范围和比例外又将问题以联络单形式反馈给使用单位和当地监察部门，并要求用户立即整改，用户整改过程中通过设计院强度校核后在暂时能满足强度计算条件下计划1年后采购到货并恢复原样。对所有P91焊接接头重新审查并提出整改计划。

通过从以上检验告知检验人员在没有光谱仪的情况下，金相和硬度可以作为辅助手段对材料进行初步验证；其次，安装中对已经完成的部件施工变更需设计单位同意；第三，安装时留下的原始资料是最基础的、第一手的资料，它往往可以复原已经发生的情况；第四，焊接热处理应严格执行焊接工艺评定，所谓锅炉运行时的“回火”并不能代替热处理的回火；第五，发现现场异样但又不能确认违规时往往可以通过经验、多方查询并扩大范围有可能有意向不到的发现。