火电厂种设备的定期检验及金属监督中存在的问题分析

【摘 要】火电厂特种设备的定期检修以及金属监督工作随着高参数机组的运行而日趋重要，是火电厂监督工作的重中之重，其目的主要是通过检测诊断受监部件而及时了解设备金属部件的健康状况，避免因为材质不佳、选材不当、焊接缺陷以及运行工况不良等问题而引起的事故，从而减少非计划的停运次数并保证人身安全，最终提高设备运行可靠性并延长使用寿命。

【关键词】火电厂；特种设备；定期检验；金属监督

随着技术日益进步，火力发电机组逐渐向着大容量以及高参数发展，200MW以上的大机组应用日趋广泛，从而给火电厂的金属监督带来难度[1]。火电厂特种设备定期检验以及金属监督的目的是杜绝事故并确保机组安全运行，但是目前在金属监督过程中仍然存在一些问题，需要从监督技术以及管理流程等方面采取相应对策。

1 火电厂特种设备定期检验及金属监督的存在的问题

火电厂在对特种设备进行定期检验以及金属监督的过程中都希望避免出现遗漏，但是仍然出现一些大型事故例如锅炉大板断裂以及主蒸汽管道爆破等，这是因为在检验过程中存在以下问题。

一方面是过度检验，浪费大量人力、物力以及财力，但是检验效果不够理想，反而导致监督重点出现转移，忽视应当进行重点检查的项目。过度投入检验力量使得检验技术人员也疲于奔命，从而无暇对问题进行总结以及深入研究。比如在主蒸汽管道检验的过程当中，一些火电厂根据自身工作制度或者监督细则，要求金相100%检验。鉴于金相检验是管道经过特定时间运行之后蠕变损伤的手段，而主蒸汽管系统中的蠕变损伤要最先出现于温度以及应力较高那些部位，因此应当着重检验管道焊缝以及弯头，因此100%金相检验明显不够合理。另一方面是检验不到位，也就是该检验的部位没有进行检验。导致失检的因素比较多，通常情况下是因为技术人员并不了解部件失效的型式，因而未能采取针对性的检验方法以获取其健康状况。例如主汽管道，火电厂在检修期间往往对管道弯头外弧进行100%磁粉探伤以及100%超声波探伤，此类检修计划看似进行100%检查，但是根据管道运行机制，管道的弯头会从先前的椭圆形而逐渐复原成为圆形，进而使得管道弯头的外弧外表面受拉应力以及内表面受压应力，因此对外弧面超声波探伤是无济于事，而超声波探伤的主要应当检查弯头的中性面内壁[2]。同样问题还出现在护环检验当中。护环材料主要有两个系列，即18Mn-5Cr系列以及18Mn-18Cr系列，根据失效机制，18Mn-5Cr钢对应力腐蚀的敏感性比较大，因此较短时间内会出现应力腐蚀裂纹，但是18Mn-18Cr钢的耐应力腐蚀比较强，较少出现应力腐蚀的问题，但是一些火电厂在检验过程中缺乏对两个系列钢抗腐蚀能力的分析，因此对对18Mn-18Cr护环反复的金相检验[3]，一方面过度检验，另一方面金相检查需要使用王水来进行腐蚀，反复检验会导致酸浸腐蚀区域损伤。

2 火电厂特种设备定期经验及金属监督的内容

针对目前火电厂特种设备定期经验及金属监督过程中存在的过度检验以及检验不到位的问题，火电厂应当确定重点检验的内容。

第一，壁厚测量。奥氏体钢以及T/P91等新型钢管壁厚测量无法使用传统的常见碳钢以及低合金钢检验使用的壁厚测量方式。这是因为奥氏体钢的晶粒较粗，而T/P91的晶粒较为细小，因此超声波测量壁厚的过程中，奥氏体钢的声速为5500～5600m/s，而T/P91为5900～6100 m/s，普通耐热钢声速为5800 m/s ，因此存在较大差距[4]。如果根据常规耐热钢方式来测量壁厚，可能会出现较大误差所以在测量奥氏体钢以及T/P91钢壁厚前要准备相应的尺寸梯形试块，从而调整钢材声速再行测厚。

第二，高温螺栓硬度检验。，高温螺栓硬度检验的主要问题表现为那些直径或者质量较大者不便于送到试验室来进行布氏硬度的检验。火电厂往往对直径

第三，管道或集箱检验。在发电机组安全性能检验的过程当中往往会遇到管道以及集箱硬度检验问题。这时候检验人员需要利用DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》验证焊接接头热处理的效果，并且对管道硬度的超标与否不够重视，尤其是T/P91等高合金马氏体钢。所以对8%～11%Cr系列钢的管道以及集箱要根据火电厂的技术监督规程来进行硬度检验，着重检验硬度不均匀问题，同时对硬度超标或者不均匀的部位重新热处理。

3 火电厂特种设备定期检验及金属监督的措施

第一，基本步骤。火电厂特种设备定期检验及金属监督主要目的是检验受检的部件是否存在超标的缺陷或者异常，同时发现超标缺陷之后要及时向火电厂提交通知单，同时对金属缺陷应当在提交通知单后，由检修的部门加以处理，不过对某些部件存在严重缺陷时需要由检修部门进一步制定处理的方案，进而由生产部门或者生产部门同监理单位加以审核，在缺陷处理之后要通知检验单位并进行缺陷的封闭，确保机组运行前处理完成所有缺陷。特种设备定期检验及金属监督的基本步骤如。

第二，寿命预测以及寿命管理。火电厂的特种设备定期检验及金属监督工作应当深化为寿命管理，将金属技术监督融入到寿命预测以及管理当中。寿命管理不但适用于某些部件以及材料，还可以扩展到整台机组乃至于整个火电厂。寿命 管理主要通过寿命预测来讲定期检验、修补或者更换等加以确定，统一在计划当中，使得金属监督检验工作纳入到总体运行管理当汇总，使金属监督成为寿命管理的有机环节。

第三，引进国外研究成果。火电厂的特种设备定期检验及金属监督应当引进国外研究成果，从而提高火电厂金属监督的水平，确保火电厂安全运行。在此过程中一方面要引进硬件，另一方面也要引进软件，从而满足寿命管理以及超临界机组和调峰机组的需求。引进内容应当包括火电厂的金属部件寿命管理系统、高温部件寿命预测技术、关键部件的新材料运行经验、无损探伤方法激起技术以及寿命在线监测等等。

第四，金属监督要满足超临界机组以及调峰机组需求。我国火电厂发展过程中会更多发展超临界机组，从而提高效率并降低煤耗，这些机组的温度高以及压力高，其运行条件较为苛刻，并且运行涉及到的金属监督问题较多，因此做好这方面特种设备的定期检验及金属监督工作，才可以提高机组的经济性以及安全性，

火电厂应当更多地引进国外设备并学习其检验监督的经验。

综上所述，金属监督是火电厂特种设备定期检验监督的重要方式，通过金属技术监督可以降低运行事故的发生，不过常规监督方法已经难以满足火电厂经济安全运行的需求，因此应当及时发现问题并采用先进技术对特种设备的重要金属部件进行寿命评估，同时对那些含有缺陷的部件做好安全性评估，从而为设备寿命管理以及预知性检修来提供可靠的技术依据。

参考文献：

[1]国家电力公司.甲火力发电厂实施设备状态检修的指导意见[M].北京：中国电力出版，2012：106-108.

[2]黄雅罗，黄树红.发电设备状态检修[M].北京：中国电力出版社，2013：126-128.

[3]陈晓芳.规范电厂检修质量管理的新方式[J].电力安全技术，2013，10（3）：236-238.

[4]李青，王维平.火力发电厂节能和指标管理技术[M].北京：中国电力出版， 2012：93-97.