新建机组制造质量存在的问题及应对措施

韩德斌,樊 伟

（1.东北电力科学研究院有限公司,辽宁 沈阳 110006;2.华能营口热电有限责任公司,辽宁 营口 115003）

在DL647—2004《电站锅炉压力容器检验规程》中,要求对新建机组锅炉压力容器承重承压部件的制造质量进行监督检验,对各部件的检验内容和比例都有明确要求。东北电力科学研究院有限公司金属所自1989年华能大连电厂1号、2号机组商检开始进行发电设备制造质量检验工作,完成了辽宁省和内蒙古东部地区90%以上新建大型发电机组的制造质量前检工作（135MW循环流化床机组到1 000 MW超超临界机组）。前检工作的主要内容包括设备出厂资料审核、设备外观、设备结构及几何尺寸检查、设备壁厚检查、设备材质复查、设备硬度抽查、设备焊接质量抽查等项目。

1 新建机组前检中存在问题

1.1 主要承重部件焊接质量不合格

a.锅炉大板梁主焊缝存在表面裂纹、钢板中间有分层、未焊透、未熔合、角缝焊角尺寸不符合设计等缺陷。如阜新清河门电厂锅炉大板梁2V 34 -3-0端部筋板和翼板、腹板连接角缝焊角尺寸偏小（2V34-3-0设计为20 mm,实际为16～19 mm）。

b.汽包U型吊杆硬度偏高、存在裂纹。如金山热电南票发电厂发现货号为2V15 1/3的4根吊杆硬度为255～298 HB,根据GB/T 3077—1999《合金结构钢》的要求,30CrMoA的硬度应在229 HB以下。内蒙古上都发电厂2号汽包吊杆内部存在裂纹700～900mm。

1.2 主要承压部件焊接质量不合格

a.受热面存在凹坑、焊缝未焊满、厚度减薄、椭圆度超标、焊口存在密集气孔、焊缝根部未焊透等问题（见图1～图4）。

b.联箱中有眼镜片、磨头等易发生堵塞爆管的物品;存在联箱管座开裂、端部接管变形、焊缝未熔合缺陷（见图5、图6）。

c.压力容器存在表面凹坑、焊缝开焊、除氧器焊缝未焊透及裂纹等缺陷（见图7、图8）。

d.四大管道管口严重变形、管道存在氧化皮、表面裂纹、焊缝裂纹等缺陷（见图9、图10）。

1.3 重要承压部件与设计图样不符

在通辽盛发电厂、内蒙古金桥电厂发现汽包封头壁厚与设计图样不符,达不到设计壁厚。内蒙古金桥电厂过热器包墙联箱焊缝及焊缝附近壁厚与设计图样不符。阜新清河门水冷屏下联箱2V27-2-0、下降管分配联箱2V26-31-0坡口设计形式不合理。庄河电厂1号机组发电机大轴误开中心孔,由于发现及时避免了设备的先天缺陷。

1.4 螺栓材质超标

白音华电厂新建2×600 MW机组每台机组原有汽缸高温螺栓152条,制造厂补充94条,备件45条,2台机组合计582条。除8条螺栓材质为2Cr2NiMo1W1V外,其余螺栓材质均为20Cr1Mo1VTiB。安装过程中20Cr1Mo1VTiB螺栓断裂2条,经金相分析螺栓材质存在问题,分别为粗晶和夹杂物超标（见图11、图12）。

1.5 管道原始材料缺陷

元宝山电厂4号机组炉外管母材18根管子上发现有重皮缺陷。清河门电厂3号机1根导汽管（Φ219×30mm）母材存在长约200mm、深约20 mm裂纹;另有2根导汽管分别存在内壁裂纹和夹杂。清河发电厂主蒸汽管道（P91）母材端部存在裂纹。

1.6 错用材质问题严重

白音华电厂低温过热器异种钢对接有8处错用材质;沈煤集团红阳热电厂2号炉中过一出口集箱、中过二入口集箱筒体设计材质为12Cr1MoVG,现场检测筒体为12Cr2MoG;中电投抚顺热电厂中压主汽门及调速汽门大部分螺母光谱检验成分与设计不符（设计为1Cr5Mo,检验结果为25Cr2MoV）。

1.7 机侧检验主要问题

机侧检验主要发现轴瓦脱胎（见图13）与叶片外环根部角焊缝裂纹（见图14）。

2 制造质量不佳产生原因

2.1 未严格执行相关标准

在承重部件检验中存在许多超标缺陷,如在大板新建项目中主梁、主柱存在未熔合缺陷,原因为按制造单位提供检验标准对焊缝只进行表面检验如磁粉渗透或表面着色,而电力行业要求进行超声或射线探伤检验。结果发现80%存在未熔合缺陷。

2.2 未严格按设计要求进行制造

部分联箱接管座、受热面错用材质,压力容器、管道结构尺寸、壁厚不符合设计要求,螺栓金相组织、硬度不符合设计标准,四大管道焊缝及母材硬度超标等一系列问题说明产品未严格按设计要求进行制造。更为严重的是出厂前也未进行严格的相关检验。

2.3 制造过程中焊接质量存在问题严重

如通辽盛发电厂省煤器管在组排时焊接线能量控制不当,焊接角度偏向鳍片处,造成根部未焊透并将省煤器管壁炽穿,形成条形孔洞,熔合线处组织呈柱状,且组织变化明显。

2.4 管材供货或热处理过程中存在原始缺陷

清河电厂高温再热器管排裂管宏观照片显示裂纹沿轴向经打磨外表面,发现裂纹是由外向内发展并已裂透,断口没有新碴,表面附着高温氧化层。该裂纹宏观形貌平直,断口表面已高温氧化,微观断口沿晶界开裂,表明管材在供货形态已形成原始裂纹。

2.5 运输过程和安装现场保管不当造成变形

在现场检验中发现许多受热面、集箱接管座、压力容器外表面出现变形、凹坑等。其原因为在运输过程中野蛮吊装、货物挤压造成,也有到达现场保管不当造成。

3 应对措施

3.1 严格审查设计资料

严格审查设计、制造资料,确保资料的科学性和完整性。设备的设计、制造应符合技术规程的要求,应严格设计参数进行出厂检验。

3.2 原始材料入厂前进行质量检验

制造前应按照JB/T 3375进行入厂检验并做好记录。均应进行100%无损探伤,如生产厂家已进行100%无损探伤检查,锅炉制造厂对每批钢管至少抽查5%。制造后应逐根、逐条进行光谱检验并做好记录。建议今后对新管进行100%涡流无损探伤检查,确保消除原始裂纹缺陷。

3.3 产品出厂前进行质量检验

产品出厂前必须进行严格的外观检查,不允许存在裂纹、撞伤、折皱、压扁、分层、腐蚀,内部不得有锈蚀、杂物和积水,管接头、管口必须严密密封。承压部件在出厂前（或现场安装前）每排受热面应按规定进行水压试验,保证制造质量达到设计标准和技术要求。

3.4 把好焊接质量关

焊接在新建电厂设备制造具有非常关键的作用,在焊接施工过程中,严格按照《火力发电厂施工及验收技术规范——焊接篇》进行施焊是保证焊接质量的根本方法。不合格焊口及焊接质量事故的处理应确定妥善的处理办法,并存档备查。

3.5 加强运输过程和安装现场管理

加强运输过程管理,避免出现受热面、集箱接管座、压力容器外表面出现变形、凹坑等。到达安装现场后,设定专门存放区并有专人管理。

新建机组在安装前进行制造质量检验,如在运行后才发现问题,特别是无法修复的缺陷,就有可能造成重大经济损失或发生重大机组安全事故,因此,加强新建机组设备制造质量检验工作是非常必要的。