加强电站锅炉鳍片式受热面焊缝的监督.docVIP

加强电站锅炉鳍片式受热面焊缝的监督 　　【摘要】鳍片在锅炉制造、安装过程中主要起到的是连接受热面和封闭炉膛的作用，2011年宁夏大坝发电有责任公司四台（4×300MW）锅炉由鳍片连接的水冷壁管和包墙过热器管焊缝先后不同程度的发生了故障泄漏，通过对鳍片连接焊缝泄漏的检验分析，从而找出泄漏原因，并提出防范措施和改进的建议和意见，进而为机组的安全经济可靠运行提供有利的对策，从而为提高机组的安全经济效益提供可靠的保障。 　　【关键词】加强；受热面管；鳍片焊缝；监督 　　1、锅炉结构概况 　　大坝发电有责任公司Ⅰ、Ⅱ期四台锅炉4×300MW都是由北京锅炉厂引进美国BW（巴布科尔·威尔科克斯）有限公司生产的300MW-1025/18.3—M型亚临界参数，自然循环、固态排渣、平衡通风，中间一次再热式汽包炉.水冷壁采用模式鳍片结构，由钢管和扁钢制成，钢管φ60×7.5mm，材质20G，过热器系统由顶棚过热器、包墙过热器、一级过热器和二级过热器组成，其中包墙过热器由φ42×5材质15CrMo，采用模式鳍片结构沿炉墙布置。 　　2、鳍片焊缝的泄漏 　　2011年4月1日#3锅炉在运行中水冷壁泄漏，停炉检查发现北侧墙水冷壁标高15米前向后第22根管与连接管的鳍片焊缝裂开导致第23根管吹漏造成故障停机. #1锅炉2011年12月12日在运行中过热器出现泄漏，停炉检查发现炉南侧包墙过热器由炉后至炉前标高49.6米第34根管的鳍片焊缝裂开爆管导致第35根和第36根管均被泄漏的介质吹刷减薄并将周围的一级过热器13根管吹刷减薄。 　　3、泄漏焊缝的检验 　　3.1宏观检验 　　#3锅炉的水冷壁泄漏点位于两节管子对接焊缝的旁边，长20mm宽10mm，由宽变窄，鳍片厚度为5mm，管子对接焊缝未发现表面缺陷，管壁无减薄，两管连接焊缝采用单面焊，此焊缝不是原始安装焊缝，是2008年水冷壁部分管段更换施工单位所焊。 　　#1锅炉南侧包墙焊缝爆口长220mm，开口最宽处10mm，爆口前后管径值为47mm，爆口边缘厚5.2mm，爆口边缘呈边，爆口边缘无焊接损伤现象。第34根爆口处与第35根之间连接鳍片焊缝采用单面焊，焊缝根部有两处焊瘤，此焊缝不是制造安装焊缝，鳍片厚度为5mm，并且在鳍片中间焊接一块钢板，爆口长度与鳍片长度相等，钢板厚度为20 mm。焊口上部母材硬度HBW=145，鳍片焊缝硬度HBW=181，焊口下部母材硬度HBW=142。 　　3.2组织检验 　　对事故管进行金相组织的检验分析，取样位置距爆口300～600mm。 　　#3锅炉水冷壁管的金相组织为铁素体+珠光体，珠光体呈带状分布，组织正常。 　　#1锅炉包墙过热器管金相组织为铁素体+珠光体，组织正常。 　　3.3金相组织及性能结果分析 　　从以上金相组织检验结果来看，无论是水冷壁管，还是包墙过热器管，它们材质的组织经过运行一定的时间后金相组织没有发生太大的变化，属正常组织范围。#1锅炉包墙过热器管的母材硬度和焊缝硬度也在规定范围之内，性能也没有太大的变化，未出现异常现象。从以上检验结果可以看出，几次鳍片焊缝的开裂泄漏，均不属于管材的组织老化和性能的劣化而造成的。 　　4、鳍片焊缝泄漏的原因分析 　　4.1从宏观检验和金相组织检验分析，#3锅炉水冷壁管设计材质的性能和组织均在正常范围，鳍片焊缝泄漏的原因主要是由于2008年在水冷壁部分管段更换时，施工方在焊接鳍片时采用的是单面焊，两根管对接焊缝原RT检验为Ⅰ级焊缝，不排除在焊缝检验误区和鳍片焊接过程中，存在气孔、夹渣、根部未焊透、咬边等缺陷，经过长期的高温腐蚀和气流冲刷而泄漏，最终导致泄漏停机事故。 　　4.2#1锅炉包墙过热器管从以上两者检验分析看，设计材质的组织和性能没有发生太大的变化，不属于材质组织过热、老化而发生的泄漏。由于鳍片焊缝在焊接时焊接工艺不规范（采用单面焊），2005年在更换一级过热器时作为单轨吊的承力固定点，鳍片5mm，焊接板20mm，在起吊重物的过程中，受到交变应力的作用，导致管材与鳍片焊缝发生疲劳，经过长期高温运行，最终导致焊缝爆裂而发生泄漏事故。 　　4.3综上所述，导致鳍片式受热面焊缝泄漏的主要原因有以下几点： 　　（1）焊接时，焊接工艺不规范，有些部位由于焊接位置等原因采取单面焊。 　　（2）鳍片焊接时，焊缝存在气孔、夹渣、未焊头，咬边、以及焊瘤等焊接缺陷，经过长期高温腐蚀、气流冲刷、磨损。 　　（3）在检修、改造或更换受热面管排时，未进行强度校核或未按有关技术规程规定，在相关的管排或设备上焊接起吊固定点或承重支撑点，是焊缝承受交变应力，经过长期高温运行而发生开裂事故，导致泄漏故障停机。 　　5、防范措施 　　（1）焊接时，严格执行焊接操作技术规范，根据焊规规定进行施焊。