1、前言

華能萊蕪電廠為華能集團(tuán)在山東的首臺百萬千瓦機(jī)組，是國內(nèi)首次采用二次中間再熱、塔式鍋爐、側(cè)煤倉布置的機(jī)組。鍋爐出口參數(shù)為32.97MPa/605/623/623℃，對應(yīng)汽機(jī)的入口參數(shù)31MPa/600℃/620℃/620℃，為國內(nèi)最高參數(shù)，處于國際領(lǐng)先水平。整套機(jī)組應(yīng)用新技術(shù)多、參數(shù)高。為切實做好質(zhì)量管控工作，認(rèn)真分析高參數(shù)對機(jī)組安裝、試運(yùn)帶來的風(fēng)險，尋求保障機(jī)組安全長周期運(yùn)行的有效措施，有必要對金屬檢測工作進(jìn)行深入的研究和探討。

2、本項目金屬檢測工作的現(xiàn)狀

根據(jù)山東電建一公司與華能萊蕪發(fā)電有限公司簽訂的施工合同，質(zhì)量目標(biāo)要求按照最新版的電力施工規(guī)范等有關(guān)國家、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。焊接驗收工作主要執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)DL/T 869-2012《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》，金屬監(jiān)督執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)DL/T 438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》。本工程鍋爐受熱面管子焊接均屬Ⅰ類焊接接頭，需100%進(jìn)行無損檢驗，其中不小于50%的射線檢驗。焊接接頭的無損檢測標(biāo)準(zhǔn)為：DL/T821《鋼制承壓管道對接焊接接頭射線檢驗技術(shù)規(guī)程》和DL/T820《管道焊接接頭超聲波檢驗技術(shù)規(guī)程》。除此之外，施工合同及業(yè)主并未針對此項目，做更多的金屬檢測方面的要求。

3、對萊蕪高參數(shù)百萬機(jī)組金屬檢測工作的探討

3.1射線檢測

3.1.1本工程受熱面焊口多，約為87000道，射線檢測工作量巨大，有些部件如二級過熱器，規(guī)格為φ51*10.5mm，材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，不能滿足DL/T 820-2002超聲波檢測的要求，只能進(jìn)行100%射線檢測。有些部件受條件所限（如打磨寬度不夠、管排之間密集、帶有鰭片的管排以及再熱器薄壁管焊口），這些焊口如做超聲波檢測，存在掃查寬度不夠，人手操作探頭困難，非缺陷波和缺陷波判別困難等影響，存在缺陷漏檢的可能，進(jìn)行超聲波檢測并不適宜。華能萊蕪電廠的百萬塔式二次再熱鍋爐，由于其高合金材質(zhì)種類眾多，鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊復(fù)雜，一旦因焊接缺陷造成機(jī)組事故，返修工作也將很難開展。故此，如更好的發(fā)現(xiàn)焊口缺陷，防止漏檢、誤判，此類焊口最好進(jìn)行射線檢測。標(biāo)準(zhǔn)雖然規(guī)定不少于50%的射線，但是根據(jù)實際情況，我們將在本項目進(jìn)行至少70%以上的射線檢測，才能更加客觀的把好焊接質(zhì)量關(guān)。

3.1.2本項目鏡面焊接的焊口約12000-15000道，管排與管排間隙狹小，如低壓低溫再熱器，管間隙28mm，屏間隙57mm。焦距遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，無法放置X射線機(jī)。只能使用放射源。對于安裝位置間距小的管排小口徑薄壁管焊口，無法用X射線進(jìn)行透照的，必須采用Se75源。另外，為了增加底片的清晰度，最好選用AgfaD4膠片。但是用AgfaD4 型膠片透照的曝光時間過長，工作效率低，不能滿足施工現(xiàn)場進(jìn)度要求，采用Agfa C7型膠片進(jìn)行現(xiàn)場檢驗，效果也很好。另外要利用倒鏈將管排拉開滿足焦距要求（或者大致滿足）。如果能夠開發(fā)出微焦點尺寸的Se75源，更能滿足最小焦距要求，底片質(zhì)量會更好。

3.1.3要嚴(yán)格執(zhí)行射線檢測工藝卡，提高射線底片的質(zhì)量，防止缺陷漏檢。要不怕工序麻煩，底片加背防護(hù)鉛板、管子中間加鉛皮等措施，對厚壁管焊口，利用Ir-192放射源進(jìn)行檢測，努力減少邊蝕效應(yīng)和減少背散射。

3.1.4小徑管透照中開口大小和底片黑度要控制合理。由于超超臨界機(jī)組厚壁管多，T/P91、T/P92焊口多，為保證對裂紋的檢出率，雙壁雙投影的開口一般嚴(yán)格控制在3mm-10mm之內(nèi)。同時底片黑度值應(yīng)適當(dāng)加大，一般3.0左右為宜，目的是為增大底片對比度。

3.1.5管排焊口要優(yōu)化安裝工序。管排焊口在焊接前，檢測專業(yè)應(yīng)該和安裝單位進(jìn)行討論、協(xié)調(diào)，為射線檢測創(chuàng)造條件。如低再管排，不要一排挨著一排焊接過去，可以分幾個作業(yè)面，每個作業(yè)面焊接一排，這樣可以實現(xiàn)射線最小焦距要求，為拍出合格的射線底片創(chuàng)造條件。

3.1.6射線底片的評定問題。要重點關(guān)注焊瘤情況。本工程存在很多管壁厚、管徑小的受熱面管子，如果內(nèi)凸嚴(yán)重，焊瘤改變了焊縫的實際尺寸，會帶來應(yīng)力集中，內(nèi)部的焊瘤還減小了它的內(nèi)徑，可能造成流動物堵塞，造成管壁超溫而爆管。另外也要對射線檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，不單純拘泥與現(xiàn)行的電力部標(biāo)準(zhǔn)，要各標(biāo)準(zhǔn)綜合比對，如黑度大的深孔缺陷，電力部標(biāo)準(zhǔn)（DL/T 821-2002）并未提及，而JB/T 4730.1-2005標(biāo)準(zhǔn)中判斷為超標(biāo)缺陷。同時該標(biāo)準(zhǔn)中還提到對材質(zhì)或結(jié)構(gòu)原因，進(jìn)行返修可能會產(chǎn)生不利后果的焊接接頭，圓形缺陷可以適當(dāng)?shù)姆艑?。對于特殊材質(zhì)，如T/P91材質(zhì)的焊口，要注意觀察線狀缺陷，特別是弧坑位置，避免裂紋缺陷漏檢?？傊?，射線底片的評定要根據(jù)情況，使之更加的合乎百萬機(jī)組高參數(shù)的特點。

3.2超聲波檢測

3.2.1對于9%-12%Cr馬氏體耐熱鋼超聲波檢測要求配備同材料聲速校正試塊，用于T/P91、T/P92焊口檢測時的儀器調(diào)整和校核。目前已經(jīng)配備了同材料的小徑管試塊1套（DL-1型）以及中厚壁管試塊2塊（RB-3、CSK-1B）。另外對于可進(jìn)行超聲波檢測的奧氏體中小徑薄壁管，還購置了同材料的短槽試塊，如圖1。對以前其它火電項目很少涉足的不銹鋼焊口的超聲檢測開展攻關(guān)和研究。本項目爭取在不銹鋼焊縫超聲波檢測實踐操作方面取得進(jìn)展，為其他同類檢測項目的開展提供可資參考和借鑒的成功經(jīng)驗。

3.2.2一些特殊位置、特殊形狀或特殊尺寸的管道焊接接頭（如部分手孔、探測面呈曲面變化的大小頭接頭，焊口附近管子有凸棱），如因管壁厚度過大無法采用射線檢測方法，而采用常規(guī)超聲波探傷方法無法滿足檢測要求時，要注意采取適宜的檢測方法，如將焊縫余高磨平增加直探頭檢測，或與業(yè)主監(jiān)理協(xié)商增加一定比例的表面檢測等等，確保檢驗結(jié)果真實可信。

3.2.3要根據(jù)合金鋼材質(zhì)的特點，有針對性的制定詳實的檢測工藝。如P91和P92鋼，有冷裂紋傾向，盡量熱處理后24小時再進(jìn)行檢測。雖然超聲波檢測對面積性缺陷比較敏感，但是也要取決于裂紋面與超聲波入射角度的關(guān)系，缺陷反射能量不一定很高，尤其是小裂紋。但仔細(xì)分析裂紋反射波形，幾乎有一個共同點，就是波根有一定寬度，頂部有分叉，如圖2和圖3。對此類缺陷要重點關(guān)注，防止漏檢。

3.3表面檢測

3.3.1表面檢測包括滲透檢測和磁粉檢測。標(biāo)準(zhǔn)中雖沒做規(guī)定，但對9%～12%Cr（包括P91、P92）鋼制管道焊口在正式施焊前，建議應(yīng)對坡口進(jìn)行滲透檢測，確保沒有機(jī)械加工裂紋或者母材夾層缺陷，其它電廠項目發(fā)現(xiàn)的缺陷如圖4。3.3.2對于水冷壁密封焊接，所用材質(zhì)為12Cr1MoV或者15CrMo，應(yīng)該和正式焊接一樣對待。除正確的執(zhí)行焊接工藝流程外，焊接后，應(yīng)對其焊縫進(jìn)行100%的磁粉檢測，消除裂紋缺陷的影響。3.3.3對于T/P91和T/P92材質(zhì)焊口的特點，容易產(chǎn)生收弧小裂紋。應(yīng)進(jìn)行一定比例的表面檢測抽查，消除焊口表面裂紋缺陷。如圖5。

3.4光譜分析

3.4.1根據(jù)與華能萊蕪發(fā)電有限公司簽訂的施工合同以及DL/T 438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》9.1.6條中g(shù)）之規(guī)定，受熱面管子安裝前，對合金鋼管及焊縫按10%進(jìn)行光譜抽查。華能萊蕪電廠的百萬塔式二次再熱鍋爐，由于參數(shù)高，鍋爐部件幾乎是合金鋼。如果只按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)材質(zhì)不符合的幾率大大降低，因此我們在本項目對受熱面合金鋼管及焊縫進(jìn)行100%光譜分析，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)材質(zhì)錯用的為4項，均進(jìn)行了更換或者代用處理。

3.4.2因為鉻是提高耐熱鋼抗氧化性的重要元素，所以P92材質(zhì)的成分需要精確控制，而用看譜鏡分析材質(zhì)一般誤差較大。另外百萬機(jī)組現(xiàn)場存在大量不銹鋼材質(zhì)，有時用看譜鏡沒法區(qū)分開來，則需要配備直讀式光譜儀，可以顯示出各個主要合金元素的含量，有利于現(xiàn)場對合金鋼的管理。故此需配備直讀式光譜儀。

3.5硬度測試

3.5.1經(jīng)過西安熱工院專家對現(xiàn)場六大管道的技術(shù)交底得知：北京時代的硬度計測試出的P91/P92硬度值不準(zhǔn)，對P22等較低合金鋼測試出來的數(shù)值準(zhǔn)確；而美國的里氏硬度計TH2000型對P91/P92測試出的數(shù)值較準(zhǔn)，但對低合金鋼則不是很準(zhǔn)。因此，根據(jù)現(xiàn)場焊口材質(zhì)的不同，準(zhǔn)備分別配置兩種型號的硬度計，力求所得硬度數(shù)值準(zhǔn)確客觀。

3.5.2標(biāo)準(zhǔn)的硬度塊給出的數(shù)值單位為里氏，而現(xiàn)場要得到的數(shù)值為布氏，現(xiàn)在所用的里氏硬度計又牽扯到硬度單位的轉(zhuǎn)換問題，因此用標(biāo)準(zhǔn)的硬度塊進(jìn)行數(shù)值校準(zhǔn)并不適宜。如能獲得便攜式布氏硬度計、標(biāo)準(zhǔn)的布氏硬度塊或者專用的P91/P92材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)硬度試塊則更加能夠提高現(xiàn)場所測數(shù)值的準(zhǔn)確性。

4、結(jié)語

華能萊蕪電廠百萬機(jī)組，相對于一般百萬機(jī)組，焊口數(shù)量多，焊口材質(zhì)復(fù)雜多樣。特別是如此高的參數(shù)下，檢測人員的素質(zhì)和先進(jìn)的檢測設(shè)備是保證金屬監(jiān)督質(zhì)量的根本。要嚴(yán)格執(zhí)行金屬檢測標(biāo)準(zhǔn)，并且不斷優(yōu)化檢測工藝，發(fā)現(xiàn)問題及時總結(jié)，不斷提高自身的業(yè)務(wù)水平，才能保證金屬檢測工作的順利進(jìn)行，進(jìn)而為保證電廠機(jī)組的長久穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅實的基礎(chǔ)。

（作者單位：山東電力建設(shè)第一工程公司）