高參數(shù)百萬機組金屬檢測工作的探討

1、    高參數(shù)百萬機組金屬檢測工作的探討    李向峰韓冠英徐士友1、前言華能萊蕪電廠為華能集團在山東的首臺百萬千瓦機組，是國內(nèi)首次采用二次中間再熱、塔式鍋爐、側(cè)煤倉布置的機組。鍋爐出口參數(shù)為32.97mpa/605/623/623，對應汽機的入口參數(shù)31mpa/600/620/620，為國內(nèi)最高參數(shù)，處于國際領先水平。整套機組應用新技術多、參數(shù)高。為切實做好質(zhì)量管控工作，認真分析高參數(shù)對機組安裝、試運帶來的風險，尋求保障機組安全長周期運行的有效措施，有必要對金屬檢測工作進行深入的研究和探討。2、本項目金屬檢測工作的現(xiàn)狀根據(jù)山東電建一公司與華能萊蕪發(fā)電有

2、限公司簽訂的施工合同，質(zhì)量目標要求按照最新版的電力施工規(guī)范等有關國家、電力行業(yè)標準要求進行。焊接驗收工作主要執(zhí)行標準dl/t 869-2012火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程，金屬監(jiān)督執(zhí)行標準dl/t 438-2009火力發(fā)電廠金屬技術監(jiān)督規(guī)程。本工程鍋爐受熱面管子焊接均屬類焊接接頭，需100%進行無損檢驗，其中不小于50%的射線檢驗。焊接接頭的無損檢測標準為：dl/t821鋼制承壓管道對接焊接接頭射線檢驗技術規(guī)程和dl/t820管道焊接接頭超聲波檢驗技術規(guī)程。除此之外，施工合同及業(yè)主并未針對此項目，做更多的金屬檢測方面的要求。3、對萊蕪高參數(shù)百萬機組金屬檢測工作的探討3.1射線檢測3.1.1本工程受熱

3、面焊口多，約為87000道，射線檢測工作量巨大，有些部件如二級過熱器，規(guī)格為51*10.5mm，材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，不能滿足dl/t 820-2002超聲波檢測的要求，只能進行100%射線檢測。有些部件受條件所限（如打磨寬度不夠、管排之間密集、帶有鰭片的管排以及再熱器薄壁管焊口），這些焊口如做超聲波檢測，存在掃查寬度不夠，人手操作探頭困難，非缺陷波和缺陷波判別困難等影響，存在缺陷漏檢的可能，進行超聲波檢測并不適宜。華能萊蕪電廠的百萬塔式二次再熱鍋爐，由于其高合金材質(zhì)種類眾多，鍋爐結(jié)構緊湊復雜，一旦因焊接缺陷造成機組事故，返修工作也將很難開展。故此，如更好的發(fā)現(xiàn)焊口缺陷，防止漏檢、誤判，此類焊口

4、最好進行射線檢測。標準雖然規(guī)定不少于50%的射線，但是根據(jù)實際情況，我們將在本項目進行至少70%以上的射線檢測，才能更加客觀的把好焊接質(zhì)量關。3.1.2本項目鏡面焊接的焊口約12000-15000道，管排與管排間隙狹小，如低壓低溫再熱器，管間隙28mm，屏間隙57mm。焦距遠遠不能滿足標準要求，無法放置x射線機。只能使用放射源。對于安裝位置間距小的管排小口徑薄壁管焊口，無法用x射線進行透照的，必須采用se75源。另外，為了增加底片的清晰度，最好選用agfad4膠片。但是用agfad4 型膠片透照的曝光時間過長，工作效率低，不能滿足施工現(xiàn)場進度要求，采用agfa c7型膠片進行現(xiàn)場檢驗，效果也很

5、好。另外要利用倒鏈將管排拉開滿足焦距要求（或者大致滿足）。如果能夠開發(fā)出微焦點尺寸的se75源，更能滿足最小焦距要求，底片質(zhì)量會更好。3.1.3要嚴格執(zhí)行射線檢測工藝卡，提高射線底片的質(zhì)量，防止缺陷漏檢。要不怕工序麻煩，底片加背防護鉛板、管子中間加鉛皮等措施，對厚壁管焊口，利用ir-192放射源進行檢測，努力減少邊蝕效應和減少背散射。3.1.4小徑管透照中開口大小和底片黑度要控制合理。由于超超臨界機組厚壁管多，t/p91、t/p92焊口多，為保證對裂紋的檢出率，雙壁雙投影的開口一般嚴格控制在3mm-10mm之內(nèi)。同時底片黑度值應適當加大，一般3.0左右為宜，目的是為增大底片對比度。3.1.5管

6、排焊口要優(yōu)化安裝工序。管排焊口在焊接前，檢測專業(yè)應該和安裝單位進行討論、協(xié)調(diào)，為射線檢測創(chuàng)造條件。如低再管排，不要一排挨著一排焊接過去，可以分幾個作業(yè)面，每個作業(yè)面焊接一排，這樣可以實現(xiàn)射線最小焦距要求，為拍出合格的射線底片創(chuàng)造條件。3.1.6射線底片的評定問題。要重點關注焊瘤情況。本工程存在很多管壁厚、管徑小的受熱面管子，如果內(nèi)凸嚴重，焊瘤改變了焊縫的實際尺寸，會帶來應力集中，內(nèi)部的焊瘤還減小了它的內(nèi)徑，可能造成流動物堵塞，造成管壁超溫而爆管。另外也要對射線檢測標準進行對比，不單純拘泥與現(xiàn)行的電力部標準，要各標準綜合比對，如黑度大的深孔缺陷，電力部標準（dl/t 821-2002）并未提及，

7、而jb/t 4730.1-2005標準中判斷為超標缺陷。同時該標準中還提到對材質(zhì)或結(jié)構原因，進行返修可能會產(chǎn)生不利后果的焊接接頭，圓形缺陷可以適當?shù)姆艑?。對于特殊材質(zhì)，如t/p91材質(zhì)的焊口，要注意觀察線狀缺陷，特別是弧坑位置，避免裂紋缺陷漏檢。總之，射線底片的評定要根據(jù)情況，使之更加的合乎百萬機組高參數(shù)的特點。3.2超聲波檢測3.2.1對于9%-12%cr馬氏體耐熱鋼超聲波檢測要求配備同材料聲速校正試塊，用于t/p91、t/p92焊口檢測時的儀器調(diào)整和校核。目前已經(jīng)配備了同材料的小徑管試塊1套（dl-1型）以及中厚壁管試塊2塊（rb-3、csk-1b）。另外對于可進行超聲波檢測的奧氏體中小徑

8、薄壁管，還購置了同材料的短槽試塊，如圖1。對以前其它火電項目很少涉足的不銹鋼焊口的超聲檢測開展攻關和研究。本項目爭取在不銹鋼焊縫超聲波檢測實踐操作方面取得進展，為其他同類檢測項目的開展提供可資參考和借鑒的成功經(jīng)驗。3.2.2一些特殊位置、特殊形狀或特殊尺寸的管道焊接接頭（如部分手孔、探測面呈曲面變化的大小頭接頭，焊口附近管子有凸棱），如因管壁厚度過大無法采用射線檢測方法，而采用常規(guī)超聲波探傷方法無法滿足檢測要求時，要注意采取適宜的檢測方法，如將焊縫余高磨平增加直探頭檢測，或與業(yè)主監(jiān)理協(xié)商增加一定比例的表面檢測等等，確保檢驗結(jié)果真實可信。3.2.3要根據(jù)合金鋼材質(zhì)的特點，有針對性的制定詳實的檢測

9、工藝。如p91和p92鋼，有冷裂紋傾向，盡量熱處理后24小時再進行檢測。雖然超聲波檢測對面積性缺陷比較敏感，但是也要取決于裂紋面與超聲波入射角度的關系，缺陷反射能量不一定很高，尤其是小裂紋。但仔細分析裂紋反射波形，幾乎有一個共同點，就是波根有一定寬度，頂部有分叉，如圖2和圖3。對此類缺陷要重點關注，防止漏檢。3.3表面檢測3.3.1表面檢測包括滲透檢測和磁粉檢測。標準中雖沒做規(guī)定，但對9%12%cr（包括p91、p92）鋼制管道焊口在正式施焊前，建議應對坡口進行滲透檢測，確保沒有機械加工裂紋或者母材夾層缺陷，其它電廠項目發(fā)現(xiàn)的缺陷如圖4。3.3.2對于水冷壁密封焊接，所用材質(zhì)為12cr1mov

10、或者15crmo，應該和正式焊接一樣對待。除正確的執(zhí)行焊接工藝流程外，焊接后，應對其焊縫進行100%的磁粉檢測，消除裂紋缺陷的影響。3.3.3對于t/p91和t/p92材質(zhì)焊口的特點，容易產(chǎn)生收弧小裂紋。應進行一定比例的表面檢測抽查，消除焊口表面裂紋缺陷。如圖5。3.4光譜分析3.4.1根據(jù)與華能萊蕪發(fā)電有限公司簽訂的施工合同以及dl/t 438-2009火力發(fā)電廠金屬技術監(jiān)督規(guī)程9.1.6條中g）之規(guī)定，受熱面管子安裝前，對合金鋼管及焊縫按10%進行光譜抽查。華能萊蕪電廠的百萬塔式二次再熱鍋爐，由于參數(shù)高，鍋爐部件幾乎是合金鋼。如果只按照標準執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)材質(zhì)不符合的幾率大大降低，因此我們在本項

11、目對受熱面合金鋼管及焊縫進行100%光譜分析，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)材質(zhì)錯用的為4項，均進行了更換或者代用處理。3.4.2因為鉻是提高耐熱鋼抗氧化性的重要元素，所以p92材質(zhì)的成分需要精確控制，而用看譜鏡分析材質(zhì)一般誤差較大。另外百萬機組現(xiàn)場存在大量不銹鋼材質(zhì)，有時用看譜鏡沒法區(qū)分開來，則需要配備直讀式光譜儀，可以顯示出各個主要合金元素的含量，有利于現(xiàn)場對合金鋼的管理。故此需配備直讀式光譜儀。3.5硬度測試3.5.1經(jīng)過西安熱工院專家對現(xiàn)場六大管道的技術交底得知：北京時代的硬度計測試出的p91/p92硬度值不準，對p22等較低合金鋼測試出來的數(shù)值準確；而美國的里氏硬度計th2000型對p91/p92測試出的數(shù)值較準，但對低合金鋼則不是很準。因此，根據(jù)現(xiàn)場焊口材質(zhì)的不同，準備分別配置兩種型號的硬度計，力求所得硬度數(shù)值準確客觀。3.5.2標準的硬度塊給出的數(shù)值單位為里氏，而現(xiàn)場要得到的數(shù)值為布氏，現(xiàn)在所用的里氏硬度計又牽扯到硬度單位的轉(zhuǎn)換問題，因此用標準的硬度塊進行數(shù)值校準并不適宜。如能獲得便攜式布氏硬度計、標準的布氏硬度塊或者專用的p91/p92材質(zhì)的標準硬度試塊則更加能夠提高現(xiàn)場所測數(shù)值的準確性。4、結(jié)語華能萊蕪電廠