一起由鍋爐定檢發現的主蒸汽管安裝問題

王永兵

(新疆維吾爾自治區特種設備檢驗研究院，烏魯木齊 830011）

1 引言

電站鍋爐作為一種重要的能量轉換設備，其部件大部分在高溫、高壓下運行，對鍋爐內部定檢檢驗是保障鍋爐安全運行、預防和減少事故發生的有效手段，也是法律、安全技術規范和標準賦予檢驗單位的職責，本文針對新疆某檢驗單位對某單位鍋爐內部檢驗中的重要部件主蒸汽管道抽檢發現某焊接接頭部分硬度和金相異常，本文就此異常展開案例分析并提出建議。

1.1 設備基本概況

鍋爐型號：XD-260/9.81-M

鍋爐制造單位：唐山XX鍋爐集團有限責任公司

鍋爐安裝單位：中國化學工程第XXX建設有限公司

管道設計單位：XX工程有限公司（原化學工業第XXX設計院）

主蒸汽管道安裝單位：河北XXXXXXXX有限公司

累計運行小時數：32864小時

額定蒸發量：260t/h；過熱器出口壓力：9.81MPa；過熱器出口溫度：540℃

集汽集箱規格和材質：φ325×36mm、

12Cr1MoVG

鍋爐集汽集箱出口導管（設計院側主蒸汽管）規格和材質：φ323.8×21.44mm、A-335P91

1.2 存在問題

2021年8月4日，新疆XXXXX檢驗研究院針對新疆XX能源化工有限公司3號鍋爐的某處主蒸汽管道對接接頭A進行金相檢測和硬度檢測，發現該對接接頭A1側母材硬度HBHLD平均5點為143、焊縫A硬度HBHLD平均5點為294，且母材金相組織為δ-鐵素體（＞5%）+碳化物（圖1）,焊縫A金相組織為龐大的馬氏體組織（圖2），焊縫A2側母材硬度和金相組織正常，熱影響區均未見異常。根據該檢驗單位前期查詢資料該主蒸汽管道材質為A-335P91，焊縫焊材為ER90S-B9(打底焊絲)+E9018-B9(焊條）。根據標準DL/T438-2016《火力發電廠金屬技術監督規則》中9%～12%Cr鋼在7.3.2（b）規定：100倍金相組織中為δ-鐵素體含量不超過5%；附錄C規定：鋼管P91硬度HB值為185～250，焊縫185～270。由此可見：該焊接接頭A1側母材硬度偏低，焊縫A硬度偏高，母材金相組織為＞5%的δ-鐵素體，異常。

圖1

圖2

2 檢驗檢測方案的要求

根據《鍋爐安全技術規程》附件J對主蒸汽管道運行5萬小時以下理化檢測要求：9%～12%Cr鋼材料制造的主蒸汽管道對接接頭和彎頭（彎管）金相檢測和硬度檢測抽查比例一般各為對接接頭和彎頭（彎管）數量的10%的，并且各不少于1點。

3 問題原因及處置措施

3.1 問題原因

對于該檢驗部位檢測時還發現該主蒸汽管道的連接有別于同時檢驗同樣爐型的其他3臺，該主蒸汽管在2.3米長度范圍內有2處焊縫連接（排除了位置原因）（見圖3），與設計圖紙和施工圖紙均不符。于是擴大檢驗范圍至另1處焊接接頭B發現均存在上述問題，光譜復驗，發現從主汽閥至彎頭共2.3米范圍內的1米的主蒸汽鋼管材質為12Cr1MoVG，其余材質為P91，且焊縫元素均與P91材質元素相符。

圖3

對使用單位問詢和資料審查，發現鍋爐安裝和管道安裝單位為不同的單位進行，鍋爐在水壓完畢進行吹管時發現沒有出口，鍋爐安裝單位切割了該段主蒸汽管道后又由管道安裝單位進行焊接熱處理，管道安裝單位在施工過程中光譜復驗流于形式即施工，這是由于安裝混亂導致的問題。其次，審查焊接熱處理記錄，發現此2處焊接電弧焊時采用4.0mm焊條且熱處理記錄缺失，根據DL/T869-2012《火力發電廠焊接技術規程》附錄F對P91焊接要求：焊條電弧焊進行填充和蓋面時宜采用不大于3.2mm的焊條焊接。此2處焊接違反了焊接工藝規程要求。

3.2 處置措施

發現由于安裝失控造成原因后，項目負責人除擴大檢測范圍和比例外又將問題以聯絡單形式反饋給使用單位和當地監察部門，并要求用戶立即整改，用戶整改過程中通過設計院強度校核后在暫時能滿足強度計算條件下計劃1年后采購到貨并恢復原樣。對所有P91焊接接頭重新審查并提出整改計劃。

通過從以上檢驗告知檢驗人員在沒有光譜儀的情況下，金相和硬度可以作為輔助手段對材料進行初步驗證；其次，安裝中對已經完成的部件施工變更需設計單位同意；第三，安裝時留下的原始資料是最基礎的、第一手的資料，它往往可以復原已經發生的情況；第四，焊接熱處理應嚴格執行焊接工藝評定，所謂鍋爐運行時的“回火”并不能代替熱處理的回火；第五，發現現場異樣但又不能確認違規時往往可以通過經驗、多方查詢并擴大范圍有可能有意向不到的發現。