電站余熱鍋爐分汽缸檢修方案

張慧（云南錫業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司，云南紅河 661000）

電站余熱鍋爐分汽缸檢修方案

張慧（云南錫業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司，云南紅河 661000）

余熱鍋爐是化工行業(yè)的節(jié)能設(shè)備，在當(dāng)今節(jié)能減排的時代，有著廣泛的用途。本文敘述了某磷肥廠電站余熱鍋爐分汽缸檢修的施工工藝，該工藝對保證分汽缸檢修工作符合生產(chǎn)及安全要求，有一定的參考價值。

分汽缸；焊接；熱處理

1 檢修概況

1.1 分汽缸主要參數(shù)

設(shè)計(jì)壓力 4.2MPa 設(shè)計(jì)溫度 470℃

最高工作壓力 3.82MPa 最高工作溫度 450℃

接管材質(zhì) 15CrMoG 法蘭材質(zhì) 15CrMo

1.2 檢修內(nèi)容

更換分汽缸接管原公稱壓力為6.4MPa法蘭，更換為同直徑公稱壓力10.0MPa的法蘭。

2 檢修步驟

3 主要檢修方法

3.1 停汽、泄壓

分汽缸停止工作后，進(jìn)行泄壓工作。泄壓工作通過打開放空閥、疏水閥完成。注意排汽口處拉設(shè)安全警戒線，防止蒸汽噴傷路邊行人或損壞設(shè)備。

3.2 材料驗(yàn)收

材料包括新法蘭及焊絲、焊條，驗(yàn)收應(yīng)檢查其規(guī)格、型號及外形尺寸，并看其產(chǎn)品合格證及出廠資料。且用光譜法復(fù)查材質(zhì)。材料檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行下一步工作。

3.3 新法蘭內(nèi)壁加工

新法蘭公稱壓力大于原法蘭，故其壁厚大于對應(yīng)的分汽缸接管壁厚3-5毫米，使法蘭內(nèi)壁與分汽缸接管內(nèi)壁錯邊超過標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致焊縫不能全焊透，使焊縫質(zhì)量不能滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及使用要求，所以新法蘭內(nèi)壁應(yīng)機(jī)械加工，使其內(nèi)壁與分汽缸接管內(nèi)壁齊平，加工尺寸見下圖。

法蘭內(nèi)壁加工示意圖

3.4 分汽缸接管原法蘭切除

接管法蘭因檢修現(xiàn)場條件限制，只能用氧-乙炔焰氣割法切除。因接管材質(zhì)及法蘭為有淬硬傾向的15CrMo，加熱后易產(chǎn)生裂紋，所以切除前應(yīng)將接管及法蘭預(yù)熱150-200℃。

3.5 打磨坡口

3.5.1 法蘭在制造廠已加工好坡口，按照焊接技術(shù)規(guī)范和焊接工藝指導(dǎo)書要求對分汽缸管口打磨坡口。打磨坡口前先用綿紗或編織袋等將管口蓋好，以防打磨坡口時雜物進(jìn)入分汽缸。

3.5.2 分汽缸接管材質(zhì)為有淬硬傾向的15CrMoG，所以坡口打磨好后，要對接管坡口及附近的20mm內(nèi)直管進(jìn)行100%外觀檢查，應(yīng)無毛刺、重皮、坡口損傷等缺陷，外檢合格進(jìn)行磁粉或著色探傷，檢查范圍內(nèi)無裂紋，合格才能進(jìn)行下步工作。

3.6 部件進(jìn)行組對

3.6.1 組對前把坡口及鄰近的20毫米表面的污垢、銹蝕物、油漬、防銹漆等清理干凈。

3.6.2 用葫蘆將法蘭吊裝到安裝位置。調(diào)整法蘭，使其與分汽缸接管的位置數(shù)值符合以下規(guī)定：

I、外壁錯邊：≤10%壁厚+1，不超過1mm；

II、法蘭端面不水平度不應(yīng)超過1/100，且不超過2mm；

III、管端間隙符合焊接工藝指導(dǎo)書要求，誤差不超過0.5 mm；

（3）前述工作完成后即可對法蘭和管口進(jìn)行點(diǎn)焊。點(diǎn)固焊操作使用與正式焊相同的焊材及焊接工藝。

3.7 焊接

3.7.1 本次檢修用的是鉻鉬鋼耐熱鋼焊條，使用前應(yīng)在焊條烘烤箱烘焙，烘焙溫度350℃，烘焙時間1小時。為防止烘干的焊條在空氣中受潮，烘干的焊條要放于焊條保溫筒內(nèi)，保溫桶溫度約130℃，焊工每次取出焊條不多于3根。焊絲使用前應(yīng)清潔，使表面露出金屬光澤。

3.7.2 焊接前查看點(diǎn)固焊縫，若發(fā)現(xiàn)不允許缺陷，應(yīng)徹底消除。

3.7.3 各項(xiàng)工作就緒后進(jìn)行焊接，按焊接工藝指導(dǎo)書的要求施焊。

3.7.4 焊接時引弧只能在?？诜秶鷥?nèi)進(jìn)行，而且不能讓電弧擦傷母材。

3.7.5 多層多道焊，多層多道焊，焊縫相鄰接頭必須錯開不重合。每一層焊完后及時清理層間，進(jìn)行外觀檢查，有不允許缺陷立即消除后才能接著施焊下層。

3.7.6 直徑超過194mm的接管，應(yīng)該是兩人對稱焊接，讓焊件均勻加熱，從而減少焊接殘余應(yīng)力，提高焊接質(zhì)量。

3.7.7 為保證層間溫度，焊接應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。焊接過程如中斷，應(yīng)把焊口及附近加熱至300℃后，用約50 mm的保溫棉包扎，進(jìn)行緩冷。繼續(xù)焊時，要經(jīng)表面無損檢測，確認(rèn)無裂紋才能施焊。

3.7.8 收弧時熔池，應(yīng)該充滿，不能產(chǎn)生弧坑。

3.7.9 每條焊縫施焊完成，焊工自檢合格，在焊縫旁打上焊工鋼印。

3.8 焊縫檢驗(yàn)

焊縫要求連續(xù)、致密、焊透。質(zhì)檢員對焊縫應(yīng)進(jìn)行100%外觀檢查，無損檢測人員做如下工作：

3.8.1 因本次檢修用焊材是合金鋼焊條（絲），所以焊后應(yīng)用100%光譜分析法復(fù)檢焊縫材質(zhì)，應(yīng)與母材一致。

3.8.2 分汽缸法蘭接管間距離很近，無法進(jìn)行射線探傷操作。所以分汽缸與法蘭焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷及100%磁粉探傷，達(dá)到I級焊縫要求.

3.8.3 焊縫經(jīng)檢驗(yàn)不符合規(guī)定的質(zhì)量等級，要遵照以下規(guī)定進(jìn)行返修：

I、徹底清除缺陷。

II、制訂返修工藝規(guī)程并按工藝規(guī)程操作。

III、焊縫任何位置不得進(jìn)行三次以上返修。

IV、經(jīng)過熱處理才進(jìn)行返修的焊縫，修復(fù)后要重新熱處理。

3.9 焊縫焊后熱處理

分汽缸接管及法蘭材質(zhì)都有淬硬傾向，焊縫需進(jìn)行及時進(jìn)行熱處理，改善焊件的組織和性能，避免出現(xiàn)裂紋。

3.9.1 熱處理方法

熱處理方法：對焊縫進(jìn)行高溫回火，細(xì)化晶粒，減少殘余應(yīng)力。

3.9.2 熱處理溫度

因鉻鉬鋼焊后再加熱在500-600℃之間是最易產(chǎn)生再熱裂紋，故盡量提高這一溫區(qū)附近盡量提高升、降溫速度，且不在此溫度區(qū)間停留。熱處理溫度參照焊接工藝評定，并符合焊接工藝規(guī)程要求；

3.9.3 升、降溫速度、恒溫時間

焊件溫度升到300℃以上時，控制升溫速度，使其須≤220℃/h；熱處理溫度下的恒溫時間：壁厚≤12.5 mm，不少于30 min，壁厚12.5-25 mm時，不少于60 min，在恒溫期間內(nèi)溫度變化＜50℃；冷卻開始時，控制冷卻速度≤260℃/h，300℃以下時冷卻速度不作要求。

3.9.4 加熱范圍

本次檢修接管壁厚8-12 mm，所以加熱寬度以焊縫中心線為基準(zhǔn)，每邊大于100mm。

3.9.5 溫差控制

熱處理過程中加熱部分溫度應(yīng)均勻，接管、法蘭內(nèi)外壁任意兩點(diǎn)的溫差應(yīng)＜50℃。

3.9.6 安裝熱電偶

i、熱處理過程用接觸法測溫，測溫儀表選用K型熱電偶。

ii、熱電偶盡可能垂直安裝，其測量端位置應(yīng)符合要求，焊縫與熱電偶接觸處要打磨光滑，使二者能貼緊。熱電偶與加熱器間用絕熱材料隔開，使熱電偶能正確反映焊縫溫度。管道公稱直徑≥DN250 mm的，沿焊縫徑向?qū)ΨQ安裝2個以上熱電偶，其中一個位于焊縫中心，其余安在母材靠近熔合線處。

iii、1個溫控回路控制多個焊件進(jìn)行處理時，熱電偶的安裝位置根據(jù)設(shè)置的參數(shù)確定，確保處理后的焊縫性能滿足規(guī)定要求。

3.9.7 安裝繩形加熱器

i、加熱器接貼緊焊件表面綁扎，焊件加熱范圍內(nèi)表面影響光潔度的飛濺、焊瘤等要清理干凈。

ii、電加熱器安裝好后，將其接到根據(jù)設(shè)置好溫度曲線的溫控電源相應(yīng)的輸出插座上。

3.9.8 安裝保溫材料

焊縫兩側(cè)包裹保溫材料的范圍150 mm以上。保溫厚度約50 mm為宜。

3.9.9 實(shí)時監(jiān)控

i、熱處理過程，應(yīng)具有詳細(xì)的熱處理操作的記錄和統(tǒng)計(jì)，操作人員每小時熱處理現(xiàn)場檢查1次，并記錄時間和溫度

3.9.10 硬度檢測

I、焊件熱處理后冷卻至環(huán)境溫度時，測量前述焊件加熱區(qū)的硬度值以確定熱處理效果。

II、檢測儀器選用里氏硬度計(jì)，檢測數(shù)量為熱處理焊口總數(shù)的100%，接管直徑≥273 mm時，檢測部位在2處以上，檢測點(diǎn)沿圓周均勻布置。

III、檢測前用硬度計(jì)檢測標(biāo)準(zhǔn)試塊，檢測誤差應(yīng)小于± HL12，才能檢測用于檢測焊件。否則應(yīng)將硬度計(jì)送相關(guān)部門修理并重新檢定，檢定合格方可用于焊件檢測。

IV檢測硬度時先把焊縫及熱影響區(qū)上選定的測量部位用角磨機(jī)進(jìn)行打磨，形成直徑不小于15mm的光滑平面作測量點(diǎn)，測量點(diǎn)平面粗糙度應(yīng)≤1.6μm。每個點(diǎn)檢測7次以上，舍棄極值，取其余5個數(shù)據(jù)的平均值作為一個檢測數(shù)據(jù)。硬度計(jì)沖頭任意兩次在工件上的撞擊點(diǎn)中心間距應(yīng)不小于3 mm。測量完成后打印數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)值應(yīng)是布氏硬度HB。

V、加熱區(qū)硬度值應(yīng)低于HB270，但應(yīng)大于母材硬度值的90%。硬度超過HB270的焊縫必須返工。由于熱處理參數(shù)不當(dāng)致使焊接接頭部位過熱的焊口，要切除該焊口及過熱區(qū)部位，用新材料重新焊接。

3.9.11 水壓試驗(yàn)

焊縫檢驗(yàn)合格后，按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)要求如下：

（1）在水壓時各閥門處于正確開閉位置，需有兩塊檢定合格的壓力表。

（2）拆卸分汽缸的一個接管連接閥后的管道，把此閥打開排汽，然后向分汽缸注水，至排氣閥溢水后，關(guān)閉排氣閥，停止注水，檢查分汽缸有無泄漏。

（3）確定焊縫和法蘭連接部位無滲水后開始升壓，升壓應(yīng)緩慢，升壓速度低于0.2MPa/min。

（4）升壓分階段進(jìn)行：第一階段壓力0.4 MPa時，進(jìn)行檢查，若無泄漏，進(jìn)入第二階段；第二階段升到3.82MPa進(jìn)行檢查，若正常進(jìn)入第三階段；第三階段升至試驗(yàn)壓力5.25MPa，20分鐘后降至3.82 MPa。

（5）在壓力3.82 MPa時保持30分鐘進(jìn)行檢查，重點(diǎn)部位是焊縫、法蘭、閥門。分汽缸壓力不降、沒有泄漏、無變形，試壓過程沒有不正常聲音，則認(rèn)為水壓試驗(yàn)合格。試驗(yàn)后試驗(yàn)合格及時把水放盡，吹干分汽缸。

（6）對試壓中出現(xiàn)滲水的焊縫及法蘭，應(yīng)分汽缸內(nèi)的水排凈后，才能修理。

按照上述工藝檢修完成，投入運(yùn)行后分汽缸使用狀況良好，無異常。

［1］《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG D0001-2012）.

［2］《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》（DL/T 869-2012）.

［3］《承壓設(shè)備無損檢測》（JB/T 4730-2005）.

［4］《火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程》（DL/T 819-2010）.