专题讲座1-火电厂金属技术监督管理(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上1 火力发电厂金属技术监督管理吉林省电力科学研究院 刘铁军1金属技术监督全方位管理金属监督 metal supervision金属监督是火力发电厂发电设备金属构件安全运行的技术和管理工作，是电力生产、建设中技术监督的重要组成部分。通过对受监部件的检测和诊断，及时了解并掌握设备金属部件的质量情况，防止由于选材不当、材质不佳、焊接缺陷、运行工况不良、应力状态不当等因素而引起的各类事故，从而减少机组非计划停运次数，提高设备安全运行的可靠性，延长设备的使用寿命。检查和掌握金属构件在服役过程中金属组织变化、性能变化及缺陷萌生发展，通过科学分析，及时更换或修补恢复；参加受监部件事

2、故的调查和原因分析，总结经验，提出对策，并监督实施。1.1金属监督工作重要性1.1.1电力行业初期开展四项技术监督专业之一。1962年吉林省电力系统开展绝缘、化学、仪表、金属等4项技术监督网和继电、过电压2个管理网，修编各种规章制度，开展技术监督工作。 随着电力科学技术的进步及社会对电力安全生产要求的逐步提高，电力技术监督专业范围逐步扩大到后来的9项（增加电能质量、继电保护及安全自动装置、节能、环保），2008年技术监督规程中扩大到12项（增加发电机励磁系统、汽（水）轮机、水工）专业。1.1.2全国发电企业前50年发电机组非停事故率公认统计数据：电站锅炉事故率占机组事故率60%，其中：焊接质量

3、事故率占锅炉事故率40%；占机组事故率24%；锅炉受热面爆漏事故率占锅炉事故率60%，占机组事故率36%；其他金属部件损伤事故率占机组事故率10；受监金属部件损伤破坏事故率占机组事故率24+36+10=70%。1.1.3原电力部长史大桢说过：“不重视电站锅炉压力容器安全，将厂无宁日！”。火力发电厂主专业为机、炉、电。金属专业作为辅助专业，对机组安全、稳定运行影响很大，2/3以上机组非停都与金属受监部件失效有关。金属监督已经引起各发电集团公司、发电厂各级领导及专业人员的高度重视，金属监督的重要性不言而喻。全方位金属监督涉及电厂各个专业及部门：锅炉、汽机、化学、热工、检修、物资等部门，金属、焊接、

4、本体、管阀等班组。全过程金属监督涉及设计、制造、安装、调试、运行、检修、技改等。1.2金属监督任务指导方针：安全第一、预防为主、综合治理。由于受监金属的固有特性及其特定的工作环境，金属部件都有其不同的寿命。火电厂受监设备金属部件材质不同、工作环境不同，损伤失效特征也不同。金属固有特性决定其不同的使用寿命。如果工作环境发生变化（如温度、应力、腐蚀、磨损等）或金属部件存在原始缺陷，都将加剧金属部件损伤速度而最终提前失效破坏。受监金属部件损伤破坏是无法避免的。通过金属技术监督管理，结合机组检修开展必要的金属检验项目以及发电锅炉和压力容器的定期外部和内部检验，开展全方位、全过程的金属技术监督管理，就可

5、以及时发现受监金属部件的缺陷，将缺陷消灭在事故发生前，将事故率降低到最低限度。案例12006年，一汽自备电厂锅炉汽包集中下降管爆裂，万幸未伤及人员。分析：DL4382009火力发电厂金属技术监督规程9.2条规定：锅炉投运5万h时，应对锅筒进行第一次检查，以后检查周期结合大修进行。检查内容：a)对集中下降管管座焊缝应进行100%超声波探伤，分散下降管管座焊缝进行抽查。（为什么作此规定？经验，机理）。电力行业电厂执行规程规定，机组大修检验中发现了大量裂纹缺陷，及时消缺处理，将事故消灭在萌芽之中。该厂机组50年代投产，不执行电力行业金属监督规程。投运后没有进行集中下降管检验，爆漏是必然结果。1.3金

6、属监督范围火力发电机组几乎所有设备都由金属部件组成，并非所有金属部件都要监控。火电厂金属技术监督规程明确规定受监金属部件范围：a）工作温度大于、等于450的高温承压部件（含主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道、过热器管、再热器管、联箱、阀壳和三通），以及与管道、联箱相联的小管道；b）工作温度大于、等于435的导汽管；c）工作压力大于、等于3.82MPa的锅筒和直流锅炉的汽水分离器；d）工作压力大于、等于5.88MPa的承压汽水管道和部件（含水冷壁管、省煤器管、联箱和主给水管道）;e)300MW及以上机组的低温再热蒸汽管道；f）汽轮机大轴、叶轮、叶片和发电机大轴、护环、风扇叶；g）工作温度大于、等于40

7、0的螺栓；h）工作温度大于、等于435的汽缸、汽室、主汽门、喷嘴、隔板和隔板套。机组运行时间不同，受监金属部件不同，金属检验项目和抽检比例也不同。1.4金属监督涉及专业火电厂几乎所有专业都配置受监金属设备和部件，监督管理水平直接关系到受监金属部件的健康状况和使用寿命。1.4.1锅炉专业锅炉燃烧方式调整不当，火焰中心偏斜或上移，将引起局部受热面管壁温度长期超温过热。受热面管外壁结焦和内壁结垢将导致传热性能下降，汽水循环不畅将导致冷却作用降低、管壁温度升高，这些都会引起受热面管壁温度超温过热。锅炉受热面管工作环境恶劣，外壁受火焰和高温烟气加热，内壁承受高温、高压汽水介质应力作用；同时还受到启炉期间

8、管排膨胀阻力、焊缝的焊接残余应力、管排自重等引起的附加应力作用。长期运行将引起管材发生蠕变损伤破坏。管壁温度越高、应力越大、运行时间越长，蠕变损伤破坏速度越快。根据锅炉运行参数不同，受热面管设计选用材质不同。每种钢材都对应有最高允许使用温度和设计温度，运行中应监控受热面管壁温度不许超过设计温度，否则受热面管将提前损伤破坏发生爆管非停事故。锅炉运行主要监控参数：主蒸汽温度、压力，再热蒸汽温度、压力，受热面管壁温度、汽包上下壁温差、汽包水位等。控制这些运行参数不超温、不超压、不超差。存在问题：异常不记录、记录不分析、分析无措施、措施无闭环。1.4.2汽机专业重要受监部件：大型铸件-汽缸、高速转动部

9、件-转子、叶片、螺栓等。螺栓为紧固件，在运行工况下承受高温和预紧力作用，长期运行后会发生应力松弛现象。预紧力过小会导致汽缸密封面泄漏；预紧力过大会引起螺栓内应力增加，在高温下长期运行会发生蠕变现象。将导致金相组织提前发生变化（如形成网状组织），材料变脆而发生脆性断裂。检修建议使用液压紧力扳手拆装螺栓，根据规定控制螺栓预紧力在设计值内。检修注意事项：a使用大锤拆装螺栓，冲击力易造成螺栓损伤，预紧力无法控制。B使用火焰直接加热拆卸螺栓，无法控制温度导致螺栓金属组织过热、过烧，甚至局部烧熔。DL/T439-2006火力发电厂高温紧固件技术导则4.3.2条款规定：螺栓中心孔局部烧伤溶化应作报废处理。松

10、花江电厂2007年、2008年连续2年发生螺栓孔局部火焰加热烧熔事件，专门下发监督意见单要求必须报废处理，造成很大经济损失。1.4.3热工专业各类受监金属部件都装设温度、压力等计量表计，为承压设备和管道寿命监测提供监控依据。热电偶布设焊接是否紧密牢固，补偿导线布设是否合理，计量表计是否定期校验等。决定受监金属部件金属温度的准确性。例如：主蒸汽温度误差+10，材质寿命将降低一半左右。依据运行规程要求，监控主蒸汽、再热蒸汽温度，受热面管壁温度不许超过设计温度运行。坚持记录统计报表考核，就是要监控这些承压管道在规定参数内运行。如果表计出现误差，全部监控过程将流于形式。机炉外各类表管安装应符合规程要求

11、。如主蒸汽管监视段不许随意开孔；运行十万小时应全部更换。建立机炉外管管理台帐，计划分批次检验，防止泄漏。1.4.4化学专业控制汽水品质符合规程各项指标，避免结垢和腐蚀。按期进行汽水品质化验分析，发现超标异常数据应及时分析、查找原因。省内部分电厂水冷壁管内壁发生垢下腐蚀，甚至发生氢脆爆管事故，与定期汽水品质监控质量有关。案例：1985年，长春热电一厂1号炉过热器管频繁爆管，爆漏位置无规律性。割管取样检验，金属组织严重球化，表明管壁长期超温过热。全部更换过热器后不久，又相继发生无规律性爆管事故。多次割管取样检验，金属组织短期内又发生严重球化，表明管壁仍存在长期超温过热现象。频繁爆管迫使电厂采取堵管

12、处理，在一次堵管抢修中无意发现联箱短接管内严重结垢，扩大性检查发现，没有更换的联箱短接管内全部严重结垢，蒸汽通流面积缩小严重降低了蒸汽对管外高温烟气的冷却作用，致使管壁长期超温过热最终导致频繁爆管。锅炉受热面管内壁结垢原因，一是汽水品质定期取样化验分析不规范，二是没有定期取样进行垢量分析，及时进行化学酸洗处理。1.4.5物资供应火力发电厂金属技术监督规程新增监督项目，目的要把好受监金属材质质量第一关。受监金属部件储运监督管理除执行物资管理有关规定外，还应执行金属技术监督要求的相关技术条件。如受监金属部件、钢材、焊材必须附质保单、合格证等，入库前应委托金属检验合格后分类表识存放，避免错收错发。焊

13、接材料存必须上架摆放、有效期1-2年（超期作工艺评定），库房湿度控制60%；钢材存储防锈蚀、不锈钢禁止直接接触碳钢架等。省内每年都发现有错用钢材事件。锅炉受热面管如果合金管材错用低等级的碳钢管材，少则几百小时，多则上千小时就会发生爆管事故，造成机组非停事故，损失很大。案例：2010年6月，电科院在松原油田热电厂监督检查发现，汽机侧主蒸汽母管一个三通错用碳钢材质（原设计材质12Cr1MoV，运行温度535/压力8.8MPa，累计运行时间49617小时）。下发监督预警单更换后检验发现，金属组织发生严重球化、严重石墨化和局部蠕变裂纹。该三通已处于即将爆破的临界状态。究竟在哪一环节发生错用已无法考证，

14、表明该厂金属监督工作不到位。1.4.6试样加工锅炉受热面管定期割管取样作机械性能试验、金相分析和一些失效分析等项目检验。试样加工很重要，要求：执行规程正确、提供加工图纸规范、试样标记无误、验收合格送检。注意事项：试样加工尺寸符合图纸要求，火焊切割预留机械加工区段，防止金属过热发生组织变化；小径管条形试样两侧平行、表面光洁度应符合标准要求；试样追踪标记（向火与背火、冲击试样开口位置、取样位置等杜绝混淆）。断口表面避免人为二次损伤。任一环节出现差错都会使试验数据严重失真，导致分析结论失误。1.5金属技术监督档案管理 原始资料档案a）受监金属部件的设计、制造、安装单位应移交有关原始资料；b）受监金属

15、部件的用钢资料；c）机组超参数运行时间、启停次数和运行累计时间等资料。 专门技术档案：a）主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道监督档案；b）受热面管子监督档案；c）锅筒监督档案；d）联箱、给水管道监督档案；e）重要转动部件监督档案；f）高温螺栓监督档案；g）大型铸件监督档案；h）焊接质量监督档案；i）事故分析及异常情况档案；j）反事故措施及各种部件缺陷处理情况档案；k）机组超参数运行时间、启停次数和运行累计时间等资料。 管理档案a）全厂金属技术监督组织机构和职责条例；b）上级下达的金属技术监督规程、导则以及厂级编制的金属监督实施细则；c）金属技术监督工作计划、总结等档案；d）焊工技术管理档案；e）仪器

16、设备档案。1.6火电厂金属监督专工职责1.6.1协助总工程师组织贯彻上级有关的金属技术监督规程、条例、标准和制度，督促检查金属技术监督实施情况；1.6.2组织制定本单位的金属技术监督规章制度和实施细则，负责编写金属技术监督工作计划和工作总结；1.6.3审定检修或安装中金属技术监督检测项目；1.6.4及时向上级主管（公司）和归口单位呈报监督报表、大修工作总结、事故分析报告和其他专题报告。1.6.5参加有关金属技术监督部件的事故调查以及反事故措施的制订。1.6.6参与基建过程中有关金属技术监督工作的全过程管理。1.6.7负责组织金属技术监督活动。1.6.8组织建立健全金属技术监督档案。1.7物资供

17、应单位金属监督兼职工程师职责1.7.1协助主管领导贯彻执行上级有关规程、条例、标准和制度。1.7.2监督、检查受监范围内钢材、钢管和备品、配件所附的质量保证书、合格证是否齐全或有误。1.7.3督促做好钢材、钢管和备品、配件的质量验收、保管和发放工作，严防错收、错发。2 锅炉受热面管技术监督管理火电厂锅炉受热管泄漏引起的机组非停占机组非停时间近一半左右，而少发电量占全部事故少发电量一半以上。近年来该指标有逐年上升的趋势。由此看出锅炉受热管泄漏已成为影响机组安全稳定运行的最大隐患。指导方针：预防为主、安全第一、综合治理。目前各电厂锅炉受热面管监督管理大部分仍停留在具体事故处理上。建立锅炉受热面管监

18、督数据库（包括历年受热面管泄漏试验分析结论、检修割管取样金属检验结果、锅炉运行异常工况等），在发生受热面管泄漏时及时提供相关的统计数据，配合金属检验结果进行综合统计分析，可以更加准确的查找出受热面管泄漏原因，并因此而制定科学的防范措施，从而实现受热面管预防监督目的。1 执行规程DL/T939-2005火力发电厂锅炉受热面管监督检验技术导则DL/T4382009 火力发电厂金属技术监督规程9.受热面管子金属监督2 受热面管事故统计锅炉受热面管泄漏引起机组非停占机组非停时间近一半，而少发电量占全部事故少发电量一半以上。九十年代监控数据表明，该项指标有逐年上升的趋势。由此看出锅炉受热面管泄漏已成为影

19、响机组安全稳定运行的最大隐患。2.1原能源部安环司保守统计：1989-1991年，国内670t/h锅炉受热面管泄漏次数，不包括四管相应的联箱和减温器、管道、阀门等，三年中大机组受热面管泄漏率平均为2.6次/台年。其中200MW机组2.46次/台年，300MW以上机组3.01次/台年。2.2原华东电力公司统计：九十年代开始，锅炉事故率呈上升趋势。锅炉事故所占比重由1986年57.6%上升至1990年69%；锅炉事故率（次/台年）由1986年2.73%升至1990年3.36%。2.3国内大机组受热面管泄漏事故所占比重按部件统计：200MW机组依次为过热器、省煤器、水冷壁、再热器；300MW机组依次

20、为过热器、水冷壁、省煤器、再热器。大机组过热器是受热面管泄漏频发部位，分别占200MW机组1/3，占300MW机组1/2。2.4大机组受热面管泄漏事故所占比重按泄漏原因统计：200MW机组： 磨损（飞灰和机械）30%，居第1位；焊接质量（制造、安装、检修焊口）26%，居第2位；过热（长时、短时超温过热）16.5%，居第3位。300MW机组： 焊接质量24.4%，居第1位；磨损18.5%，居第2位；过热17.2%，居第3位。腐蚀引起泄漏仅为3%。加强锅炉受热面管泄漏技术监督管理，减少和避免受热面管泄漏事故发生，应首先了解锅炉受热面管的运行工况、各类管材的金属特性和损伤特征，掌握受热面管泄漏规律、

21、泄漏原因和预防措施，这样才能将锅炉受热面管泄漏事故率控制在最低限度，从而保障机组稳定、安全、经济运行。3 锅炉受热面管泄漏特点3.1过热器： 过热器管外部承受高温烟气加热，管内承受高温、高压过热蒸汽（机组蒸汽参数：中压435/3.5MPa、高压510/9.0MPa、超高压535/13.0MPa、亚临界540/17.0Mpa、超临界567/25.5Mpa）作用。金属壁温处于钢材的蠕变温度下，并且经常接近于管材极限允许温度。在这种恶劣工况下，过热器管主要失效类型为长时超温过热。其次内壁结垢、腐蚀、蠕胀和磨损。3.2水冷壁水冷壁位于炉膛内壁四周，直接吸收炉膛高温火焰辐射，把水加热并逐渐变成饱和水的汽

22、水混合物。运行中如果水冷壁联箱有异物堵塞、汽包水位偏低、集中下降管带汽或受热不均等都可能造成水冷壁超温过热。过热器管主要失效类型为短时超温过热。其次内壁结垢、腐蚀、磨损等。3.3再热器再热器管外部承受高温烟气加热，管内流动密度较小的中压蒸汽，金属壁温处于钢材的蠕变温度下，并且经常接近于管材极限允许温度。金属工作环境最为恶劣。再热器主要失效形式为长时超温过热、蠕胀、磨损和腐蚀。3.4省煤器省煤器位于烟气温度较低区域，一般不会发生过热，主要失效形式为烟气磨损。积灰和腐蚀也会引起失效。分析锅炉受热面管泄漏事故原因时，可参照上述引起受热面管泄漏特点进行综合分析诊断。借鉴以上统计数据，对泄漏频繁的部件调

23、查分析，查找原因，协调多专业综合治理，达到标本兼治的目的。4 建立受热面管泄漏技术监督数据库传统的监督管理模式：爆管后现场割管取样，委托金属常规检验（金相、光谱分析，机械性能试验等），在得到金属检验分析结论（如长时爆管、短时爆管、疲劳裂纹、垢下腐蚀等）后，报告归档，工作宣告结束。引起锅炉受热面管泄漏的直接原因是金属材料固有特性所决定，而引起金属材料固有特性变化和失效，是诸多外部因素交互作用的结果。失效分析首先应通过金属检验结果判定金属材料的失效原因，而具有指导意义的工作应利用金属失效结论，继续分析查找引起金属失效的外部因素，达到标本兼治的目的。将历年受热面管泄漏试验分析结论、检修割管取样金属检

24、验结果和锅炉运行异常工况进行数据录入，通过统计分析，可以从中查找出受热面管失效的规律性。如某级过热器割管取样检验结果，金相组织和机械性能指标集中在某一区域变化比较严重，而该区域曾发生过多次泄漏，那末该区域烟气温度过高即成为主要原因。统计数据越多，鉴定结论就会越准确。有的电厂在受热面管同一部位已经发生多次同类泄漏，历次检验报告都在档案中束之高阁，监督专工没有进行数据录入和统计分析工作，或数据存档而用时调不出来，监督数据库流于形式，不能发挥其有效作用。目前锅炉四管泄漏数据库如何建立和利用还有待于进一步探索，各厂可结合本厂机组实际运行状况，有计划有目的开始建立简单的数据库。原则上应以分类有序、项目齐

25、全、图文并茂、查找快捷的形式建立数据库。5 锅炉受热面全过程、全方位金属监督锅炉受热面管应在设计、制造、安装、运行、检修和改造的各个环节中实施全过程的金属技术监督和管理。安装和检修前应全面检查验收管材的质量和制造焊口质量。5.1受热面管入厂验收物资供应部门应建立有效供应商评价机制，保证正常产品供应渠道。入厂管材应及时委托进行100%无损探伤检验，合金钢管材进行100%光谱检查。合格品加标识存放，可疑品结合其他检查项目综合分析评定，废品妥善处理，坚决杜绝因管理不善而使有原始缺陷的受监金属部件流入到检修环节。5.2检修焊接工程质量管理金属技术监督应建立三级监控制度，对焊工持证上岗实施动态管理。禁止

26、焊工从事超期或合格项目以外的焊接工作。检修更换批量管排或特殊重要钢种焊接时，应组织焊前练习和考核。此项工作应认真务实，防止走过场，考核不合格禁止从事考核项目的焊接工作。加强焊接材料管理，库存焊条应上架摆放，室内湿度控制不许超过相对湿度60%；焊条存放时间为1-2年，超期焊条应进行工艺性评定，合格后方可准许使用；焊条重复烘干不许超过2次等等。以上内容应通过管理制度加以保证，重点应加强焊接班组的监督管理，防止因管理不善造成无谓的焊接质量事故。5.3金属检验管理锅炉受热面管制作和安装，应对焊口进行100%无损探伤检验，保证焊口一次检验合格率95%。达不到要求的焊接项目应分析查找原因，及时制定整改措施

27、。管材质量检查表面宏观：用肉眼或借助放大镜查看管外壁表面缺陷：裂纹、折叠、龟裂、分层和磕痕等。无损探伤：100%涡流探伤检验。焊缝质量检验内部质量：100%无损探伤（UT+RT）。缺陷类型：裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣等。外部质量：焊缝超宽、超高，根部突出，咬边，表面气孔、夹渣等。焊工应对所焊焊缝外观质量100%自检，合格后转入无损探伤，不合格焊缝应返修处理。安装后，合金受热面管应100%光谱检验，坚决杜绝低等级钢材错用高等级钢材。锅炉受热面管泄漏问题一直困扰着发电企业的安全经济运行，很多电科院和电厂曾将其作为重点攻关项目进行综合治理。我省在锅炉四管泄漏问题上做了大量的工作。由于电力体制的

28、变化，企业之间的技术交流越来越少，加上历史资料的缺失，新的资料不健全，一些电厂锅炉受热面管泄漏事故在不断增长。通过各专业间协作努力，锅炉受热面管泄漏问题一定会得到有效控制。6 受热面管损伤失效类型锅炉受热面管在锅炉中所处位置不同，其工作环境差异很大。由于设计、制造、安装、检修、运行工况、监督管理以及煤质等诸多因素交互作用将导致锅炉受热面管泄漏失效。在查找分析原因时，应本着“具体情况、具体分析”的原则，结合爆漏管和对比管样的金属检验结果，全面考虑各种因素之间的相互影响进行综合诊断。避免就单一表面现象盲目下结论。6.1蠕变金属在一定温度和应力作用下，随时间延长而缓慢发生塑性变形的现象。锅炉受热面管

29、长期处于高温条件下工作，虽然承受的应力远小于额定工作温度下材料的屈服强度，但长期运行过程中会发生连续缓慢的塑性变形，引起管径增大。碳钢300-350，低合金钢350-400，在应力长期作用下都会发生蠕变现象。温度越高、应力越大，蠕变速度越快。主蒸汽管道和过热器管是在复杂应力作用下发生蠕变的。管内介质压力折算的管道拉应力是引起蠕变的主要应力。管道安装对口和焊接残余应力、管道支吊架安装不当产生的附加应力等，都将加快蠕变损伤速度。金属蠕变现象通过蠕变曲线变形与时间关系曲线表示。典型蠕变变形过程三阶段。初始阶段：加入负荷后引起瞬时急剧形变，处于弹性变形阶段；第一阶段：蠕变不稳定阶段。蠕变速度很大并逐渐

30、减慢积累成塑性变形。第二阶段：蠕变稳定阶段。蠕变速度很小并以恒速变形，变形与时间关系曲线呈线性关系，其斜率表示蠕变速度。第三阶段：蠕变失稳阶段。蠕变速度增加很快直到曲线终点失稳破坏。不同金属在不同条件下的蠕变曲线不同，同一金属在不同应力和温度下的蠕变曲线也不相同。6.2长时超温长时超温爆管又称长时过热爆管或长时过热蠕变损伤破坏。锅炉受热面管在高温、应力长时间作用下，会引起蠕变变形。这是一种特殊工况下的金属材料特性，不可避免，只能限定。正常工况下运行发生规定限度内的蠕变变形是允许的，如果运行中由于某些原因使金属管壁温度超过设计温度，伴随应力的长期作用，加剧了金属原子的扩散速度，促使金属微观组织发

31、生变化，导致管子蠕变速度加快，管材的机械性能综合指标降低，尤其持久强度下降直接影响管材的使用寿命而提前泄漏失效。长时超温爆管一般发生在过热器高温段向火侧，过热器爆管70%是长时超温引起的。水冷壁等其他受热面管子偶尔也会发生长时超温爆管。锅炉四管用钢主要是碳素钢和合金耐热钢。长期高温运行后，钢材的内部组织会发生变化。主要变化有珠光体球化和碳化物聚集、时效和新相的形成、热脆性、合金元素在固溶体和碳化物中的重新再分配。碳钢和钼钢还会发生石墨化现象。超温运行会加速这种组织变化过程。拉尔森-米勒经验公式：=Aeb/T 定量表达珠光体球化时间和温度T之间关系公式中温度对珠光体球化影响极大，有应力作用比没有

32、应力作用完全球化时间还要减少。这就是为什么严格控制住蒸汽管道、受热面管壁温度不许超温的理论依据。6.3短时超温：短时超温爆管又称短时过热爆管或加速蠕变损伤破坏。锅炉受热面管在运行过程中，由于管内介质循环受阻，造成冷却条件恶化。在外部火焰和烟气高温直接作用下，管壁温度在短时间内突然升高到金属临界相变温度，甚至达到上临界点温度。在如此高温下，金属管材强度急剧降低、塑性急剧增加。由于管内介质压力作用，温度较高的向火侧首先发生塑性变形，管径急剧胀粗，管壁迅速减薄，随后发生剪切断裂爆管。短时超温爆管大部分发生在直接与火焰接触的水冷壁管热负荷较高的向火侧位置。辐射或半辐射式过热器、省煤器管偶尔也会发生短时

33、超温爆管。短时超温爆管时，由于管内介质对达到临界转变温度以上的管壁产生激冷作用（相当于进行一次淬火处理），在爆口边缘往往可以发现部分或完全的相变组织。根据爆口的张开尺寸和爆口边缘淬硬组织的数量，可定性判定管子泄漏前的超温幅度。6.4材质不良锅炉在制造、安装和检修中不慎错用钢材、使用不合格或有缺陷的管材，都可能引起锅炉受热面管在运行中提前爆漏。为确保新进管材质量，要求在更换锅炉受热面管前应进行100%涡流探伤检验，对合金钢管进行100%光谱检验。全省发电厂近年锅炉受热面管通过涡流探伤检验，发现了许多裂纹、折叠、结疤、重皮、严重磕痕等管材原始缺陷；很大程度上避免了这些错用管材和带有原始缺陷的管材在

34、正常运行中发生爆管的可能。6.5错用钢材锅炉受热面管工作在高温环境下，钢材选用原则要求持久强度高、抗氧化性能好、组织稳定、良好的抗腐蚀性以及加工性能和焊接性能等。不同的部件，工作环境不同，选用管材也不同。未经核算就选用低级别管材，视为错用钢材。同样，在制造、安装和检修中不慎混入个别低级别管材，也是错用钢材。通过光谱检验，每年都发现有合金管材错用碳钢管材的现象。受热面管错用钢材后，由于使用温度超过了该管材允许工作温度，导致错用管材持久强度降低、蠕变速度加快。高级别管材中如果混入1根低级别管材，就会提前导致一次爆管事故发生，造成很大的经济损失。规程规定库存钢管应标识清楚，帐、卡、物相符，避免错收错

35、发；对合金钢管材进行100%光谱分析检查，各级相关部门必须严格遵守。6.6管材缺陷常见管材缺陷：裂纹、折叠、结疤、夹杂、脱碳等。锅炉耐热钢管在生产制造和机械加工中，将不同程度的存在不同类型的原始缺陷。当这些缺陷超标时，会减少管材的有效截面积，造成管材强度极限下降。同时，这些缺陷的存在相当于材料内部的裂纹源。尤其缺陷边缘比较尖锐的部分存在着局部应力集中，当管材受外力作用时，处于应力集中区的缺陷边缘部分将首先发生扩展而形成新的裂纹尖端。如此反复直至发生失稳开裂爆管。金相检验时，在受热面管爆口主裂纹延伸部分，会发现连续或密集分布的非金属夹杂物或裂纹附近脱碳等异常缺陷组织。6.7热疲劳管材在多次周期性

36、热应力作用下而发生的破坏称为热疲劳破坏。当管材工作温度或膨胀系数存在差别，各部分膨胀和收缩由于相互制约而产生附加应力，即热应力。热应力随温度变化的同时伴随着弹塑性变形的循环。塑性变形逐渐积累引起损伤，直至破裂。温度变化幅度较小、速度较慢时，温度循环所引起塑性变形小（机组启停时要求控制升温、降温理论依据）。由于塑性变形可使应力松弛，要经历多次温度循环才能产生疲劳裂纹。锅炉每次启、停相当于一次大幅度的温度循环过程。燃烧和冷却不良的位置、火焰中心的水冷壁管、省煤器汽塞、过热器带水、热膨胀系数相差较大的铁素体钢和奥氏体钢焊接接头，都有可能发生热疲劳破坏。这就是统计锅炉启、停次数的依据。受热面管外表面热

37、应力值最大，因此热疲劳裂纹常发生在管壁外侧，而且断口成脆性破断特征、裂纹尺寸较小，需清理掉氧化皮酸洗后才能发现。断口呈缝隙状，破口很少张开，宏观裂纹有横向和网状分布两种。微观裂纹有穿晶型，也有混合型；裂纹内部充满灰色腐蚀产物，又称腐蚀性热疲劳。6.8磨损锅炉尾部高温烟气携带的飞灰颗粒具有足够的硬度和动能，长期作用于受热面金属表面时，会对管材表面产生冲击和切削，导致管壁金属磨损。锅炉受热面磨损分两类飞灰磨损：主要集中在锅炉尾部受热面，如省煤器管；机械磨损：主要表现为过热器、再热器定位管卡松动或安装不当。6.9焊缝质量锅炉受热面管在制造、安装、检修阶段要进行管排组装焊接作业。焊接质量取决于焊接全过

38、程管理和无损探伤验收的质量。锅炉受热面管制作、安装和检修中均要求对焊口进行100%无损探伤检验。但实际实施中却存在漏检、误评、死区查不到、外观不检等问题，使焊缝质量在投入运行前就埋下了未来事故隐患。目前各发电集团公司都将检修焊口一次合格率指标规定在95%以上。金属检验人员在检验中应坚持科学严谨、认真负责、实事求是的态度，严禁为达到指标而放松标准。焊接缺陷分为焊缝外部缺陷和焊缝内部缺陷两类，主要表现为气孔、夹渣、焊瘤、咬边、过烧、未焊透和裂纹等。近年检修焊口引起爆管事故开始上升。分析原因：焊接监督管理不到位；二级监控措施无可操作性，形同虚设；焊工培训只重视合格证、厂内实际练习只重视形式；实际焊接

39、质量没有考核验收依据；焊工持证上岗动态管理没有具体措施，超期和超合格项目范围焊接作业没有监控手段；人力资源科学合理配置不合理等。6.10膨胀受阻由于锅炉设计、制造和安装过程中对热应力膨胀、密封情况考虑不周，造成结构不良或管子与密封板材质膨胀系数不同，最终导致管子拉裂。新机组运行初期应重点监控。水冷壁管与其鳍片或其他部件（如燃烧器面板、孔门拉筋板等）如果膨胀不一致或一方膨胀受阻都会把水冷壁管扯裂。6.11腐蚀锅炉受热面腐蚀根据腐蚀部位和环境不同，大致分为水汽侧腐蚀和向火侧腐蚀两大类。6.11.1水汽侧腐蚀锅炉受热面管的主要工作介质是水和水蒸气，在不同的运行环境下，对受热面水汽侧会产生不同程度的腐

40、蚀。其腐蚀速率与水汽介质的侵蚀性成正比。常见腐蚀类型：碱腐蚀、酸腐蚀、氧腐蚀、氢腐蚀和应力腐蚀等。6.11.2向火侧腐蚀锅炉受热面向火侧受高温烟气和悬浮其中灰分的作用，各部位遭受腐蚀的类型和程度都不相同。向火侧腐蚀分2类高温腐蚀：分纯气体腐蚀、熔融盐腐蚀2种；低温腐蚀：主要是酸性腐蚀，常发生在锅炉尾部烟气流通部分，如省煤器、空气预热器等。6.12循环不畅由于水冷壁下联箱内残留异物或定期放水阀严重泄漏等因素影响，致使个别管子流量减少。如果外加长时间低负荷运行或局部结焦、火焰偏斜、水位过低等因素影响，管内介质循环流速降低。严重时因介质对管壁的冷却作用消失，导致管子超温过热爆管。引起锅炉受热面管泄漏

41、原因还有许多，以上只列举一些典型影响因素。在具体爆管事故分析处理中，首先应查证历史运行资料和现行运行有关数据，结合金属检验结果进行多专业综合分析治理。3 检修焊接技术监督管理1 焊接技术监督管理焊接技术监督工作是一项系统工程，必须依靠现代化科学手段强化管理。大型火力发电厂金属受监管道焊口多达数万个，任何一个焊口开裂将导致机组非停，造成很大的经济损失。火力发电机组检修焊接工作是金属技术监督工作的一项重要组成部分。随着我省新建、扩建机组单机容量的不断提高，高合金钢种应用越来越多，焊接工艺越来越复杂，对焊焊接管理要求也越来越高。焊工是一个熟练工种，对实际操作技能要求很高，同时又要求具备一定的专业基础

42、理论知识。近年来基建和检修焊接工程质量呈现下降趋势。严格执行焊接新工艺，开展全方位、全过程的焊接技术监督管理，是提高机组检修焊接工程质量、保证机组安全稳定运行的一项重要技术监督项目。影响焊接质量因素：焊工实际操作技能水平、焊接培训质量、焊接技术管理、焊接材料储运管理、焊接工艺评定、焊接工艺作业规范、焊接质量验收等。存在问题：监控措施可操作性差、管理工作不到位。部分专工甚至将焊接监督管理推给焊接班负责，没有实现对焊接班组的三级监控职能作用。2 焊工持证上岗动态监督管理电力行业焊工技术考核规程规定：凡担任电力行业承重钢结构、锅炉受热面管子、压力容器及管道、储存易燃易爆介质的容器及其管道、受监承压与

43、非承压部件的连接焊缝转动部件的焊接件等项焊接工作的焊工，必须经技术考核合格后持证上岗。焊工必须按合格证有效期内的合格项目从事相应项目焊接。未取得合格证、合格项目过期、从事合格证非合格项目焊接均视为无证上岗。一旦发生质量事故，将追究焊工直接责任和主管人员的领导责任。国务院第373号令特种设备安全监察条例明确要求特种设备作业人员必须持证上岗。电力焊工技术考核规程规定：未取得合格证、合格项目过期、从事合格证非合格项目焊接均视为无证上岗。电力行业焊工技术考核一直同时执行两部规程：锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则 国家质检总局，焊工技术考核规程DL/T679-1999 电力行业。比较两部规程，电力

44、行业标准对培训考核项目划分较细，考核标准要求严格，实用性很强。鉴于电力行业火电厂高温高压承压部件的特殊性和重要性，发电企业焊工一直同时考取国家和电力行业分别颁发的焊工合格证后才能持证上岗，并从事合格证合格项目范围内的焊接作业。监督专工应了解两部焊工考核规程，熟悉焊接考核项目及其代号，焊接检验项目及其评定标准，各类焊工适用工作范围等项规定，建立焊工持证合格项目管理台帐。保证焊接检修动态监控过程中，焊工持证合格项目不超期、不超项，正确执行焊接工艺标准。3 焊接培训管理检修焊接工程质量取决于焊工的实际操作技能，而焊工的技能取决于焊接培训教育质量。电厂应安排焊工定期进行持证合格项目的实际操作练习考核。

45、对锅炉受热面管排制作、安装等批量焊接项目以及重要受监金属部件焊接时，还应组织焊前练习和允许性模拟考试，使焊工实际操作技能水平始终保持在良好的状态。检修焊接作业实现对焊工持证上岗动态监控管理。焊工上岗持证必须，但持证并不代表水平。焊口一次合格率是考核焊工焊接质量的重要指标，也是火力发电厂金属技术监督的一项重要监督指标，应该重视并严格考核。近年各类焊工比赛、调考活动存在一定弊端，竞赛已演变为职业选手竞争，检修焊接工作是由焊工群体完成的，而不是几个选手所能胜任的。从这点意义上讲，焊接培训教育的真正目的应是推进焊工全员的实际操作技术水平的提高。4 焊接材料储运管理监控焊接材料储运管理是实现焊接工程质量

46、监控的一项重要环节，同时也是一个独立的技术监控管理过程。焊接材料进入到检修环节之前，历经采购、运输、存储以及收发各个过程，任何一个过程管理失控，都会出现焊接材料变质、生锈、甚至错用材料，最终导致不必要的焊接质量事故。物资供应部门存在问题：焊接材料无质保书，对分供方产品质量无评价选择，焊接材料入库验收管理制度不健全，专用库房存放条件不符合要求，无温度、湿度监控管理措施，焊接材料存放超期变质锈蚀等。焊接班组还存在焊接材料重复烘干次数和返库焊材回收再使用监督管理失控问题。保证不使用超期变质焊材，保证不错用焊材是焊接材料储运管理所要达到的一项重要监控目标。物资供应部门应将焊接材料储运管理技术监督要求纳

47、入到物资管理制度中。采购焊接材料应对分供方产品质量进行评价，保证材料进货质量。要求生产或销售厂商随货物提供产品质量保证书，以实现对焊接材料质量跟踪。焊接材料库房温度和湿度应满足规程要求，发现环境变化应及时采取通风或去湿防范措施。坚持环境温度、湿度记录以实施动态监控，防止焊材受潮、锈蚀或变质。焊接材料应上架摆放，架子距地面和墙面间距大于300mm。电焊条有效期控制不超过1-2年，超期焊条应进行焊接工艺评定合格后方准使用，否则按报废处理。焊接材料存放应帐、卡、物相符，避免混放错发。焊条烘干箱应按照酸性、碱性分开，并控制焊条重复烘干不超过2次。返库焊条存放应重点监控管理，做到收发准确，存放标识清楚，坚决杜绝错收错发现象。5 焊接工艺作业规范监控管理现代理念：焊工不但要熟练的掌握焊接技艺，同时要严格执行规范的焊接工艺。焊接质量不仅要求焊缝内部无缺陷、外表成形好，而且要求严格执行焊接工艺。检修焊接作业没有标准依据，完全依赖于习惯性焊接方法作业，常常会因此而导致焊接工程质量事故。部分焊工对焊接作业执行焊接工艺规范认识不足，个别焊工甚至认为建立焊接工艺规范是走形式。严格执行焊接工艺，首先要解决焊接人员的思想意识问题，克服习惯性违章作业，建立并认真执行正确的焊接工艺规范。凡是配置焊接班组的电厂，都应建立厂内常用钢种焊接工艺作业指导书，并要求全厂各类焊工都要执行焊接工艺规范。案例：某