周 勃 牛武軍

中國(guó)聯(lián)合工程公司 能源與環(huán)境工程公司

電站主蒸汽管道裂縫的修復(fù)案例

周 勃 牛武軍

中國(guó)聯(lián)合工程公司 能源與環(huán)境工程公司

電站調(diào)試、運(yùn)行中偶爾會(huì)有各類蒸汽管道產(chǎn)生裂紋，其產(chǎn)生的原因很多，有材料本身的原因、有使用中操作不當(dāng)導(dǎo)致應(yīng)力集中作用、設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致應(yīng)力作用、有安裝時(shí)焊接工藝不合格、檢測(cè)不細(xì)致等因素導(dǎo)致。每次蒸汽管道裂縫都會(huì)導(dǎo)致蒸汽泄露，因?yàn)檎羝麎毫Υ鬁囟雀?，輕則引起停機(jī)，重則容易導(dǎo)致人員傷亡。對(duì)于蒸汽管道的裂縫問(wèn)題，為避免造成更重大的損失，業(yè)主都要求修復(fù)迅速、成功率高（一次合格）、質(zhì)量合格穩(wěn)定。筆者根據(jù)自己在某電站9.81MPa高溫高壓蒸汽管道裂紋修復(fù)的全過(guò)程，與大家分享一下具體修復(fù)方案。

電站；蒸汽管道；裂縫；高溫高壓

1 事故描述

新建電站運(yùn)行近半年后，主蒸汽與調(diào)節(jié)閥連接處發(fā)生管道裂紋，導(dǎo)致2#機(jī)組的鍋爐和汽輪機(jī)全部停用，索性未造成人員受傷。

主蒸汽規(guī)格：φ351×30，材質(zhì)：12Cr1MoVG；閥門規(guī)格：DN300，材質(zhì)： 12Cr1MoVG。

2 修復(fù)方案簡(jiǎn)介

關(guān)于2#鍋爐主蒸汽管道閥體裂紋的處理，通過(guò)對(duì)管子、閥門及管子閥門之間焊縫光譜、硬度檢測(cè)，其母材、焊縫的材質(zhì)、硬度均符合要求。業(yè)主、監(jiān)理、總包、施工四方共同商討決定，閥體上沿環(huán)向裂紋清除閥門與管子之間焊縫及部分閥體母材，并在閥門以上更換長(zhǎng)度為650mm長(zhǎng)的管段（該管段涉及一個(gè)旁通管和一個(gè)疏水管），閥門上口用TIG-R31和R317焊材堆焊10mm，然后，表面清理、著色檢查合格后，重新按原有工藝焊接及檢測(cè)合格。

2.1 施工重點(diǎn)和難點(diǎn)

2.1.1 重點(diǎn)：部分閥體母材及閥門與管子之間部分焊縫剔除后，管子內(nèi)部清潔處理；

2.1.2 難點(diǎn)：焊接時(shí)，管內(nèi)水蒸氣及凝結(jié)水影響焊接進(jìn)行或焊接質(zhì)量。

2.2 施工工藝

2.2.1 施工準(zhǔn)備

2.2.1.1 更換管段材質(zhì)為12Cr1MoVG，規(guī)格為φ351×30mm，由總包方提供材料，保證原材料合格，并委托加工坡口，管段上開旁通和疏水孔，利舊加強(qiáng)管嘴再加工；

2.2.1.2 材料使用前，應(yīng)按設(shè)計(jì)文件要求核對(duì)和確認(rèn)材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)，其尺寸公差和性能指標(biāo)應(yīng)符合質(zhì)保書要求，鋼管表面不得有裂紋、扎折、結(jié)疤、折疊、離層等缺陷，腐蝕、凹坑及機(jī)械損傷深度不應(yīng)超過(guò)壁厚允許負(fù)偏差；

2.2.1.3 確認(rèn)系統(tǒng)可靠隔離，隔離電動(dòng)閥斷電，手動(dòng)閥上鎖，開啟被隔離系統(tǒng)的疏水、放空，排氣降溫；另外，由業(yè)主負(fù)責(zé)被處理電動(dòng)閥門100%關(guān)閉；

2.2.1.4 工機(jī)具準(zhǔn)備，由業(yè)主協(xié)調(diào)解決熱處理的電源及接線，和其它需要輔助的工作。

2.2.2 短節(jié)割除

2.2.2.1 閥門與管子之間采用氣割沿閥門上口焊口進(jìn)行割除，閥門側(cè)留3～5mm的打磨余量，割除后坡口打磨至露出金屬光澤并符合焊接要求，割除前，短節(jié)下面的閥門必須關(guān)緊，防止雜物掉入閥門下部的三通；

2.2.2.2 更換管段另一端采用半自動(dòng)或等離子切割，并用角磨機(jī)打磨坡口露出金屬光澤并符合焊接要求，切割前，下面用遮擋物蓋住，避免氧化物和飛濺掉入閥門，增加內(nèi)部清理工作；

2.2.2.3 閥門、管子坡口打磨完成，總包委托坡口著色檢查Ⅰ級(jí)合格后，先在閥門上口用TIG-R31和R317焊材堆焊10mm，然后，表面清理、著色檢查Ⅰ級(jí)合格后，按原有工藝組對(duì)、焊接及檢測(cè)合格。

2.2.3 內(nèi)部清理

2.2.3.1 閥門上方更換管段去除后，用手工清理閥門閘板上可能的雜物和更換短管內(nèi)部鐵銹等物，然后面粉粘凈細(xì)小顆粒，經(jīng)四方（業(yè)主、監(jiān)理、總包、施工）確認(rèn)內(nèi)部清潔后組對(duì)焊接，清理采用拋光機(jī)人工手工清理。

圖1 清理、打磨后的接口

2.2.4 組對(duì)、焊接

2.2.4.1 管子組對(duì)前，打磨坡口至符合焊接要求，并著色檢測(cè)合格；

2.2.4.2 管子內(nèi)部清除干凈經(jīng)各方現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)后，進(jìn)行組對(duì)、焊接，焊接工藝采用原有焊接工藝氬弧打底電焊蓋面，預(yù)熱方法采用電加熱，溫度300℃，選用焊絲為TIG-R31，焊條 R317填充，采用測(cè)溫槍檢測(cè)層間溫度，控制在260℃左右（填寫焊接工藝卡）。

2.2.4.3 管子組對(duì)完成，焊接和熱處理時(shí)，利用真空泵對(duì)被處理閥門下方抽真空，盡可能把閥門下方蒸汽排盡，利用軟管把閥門上方冷凝水盡可能的抽盡。

2.2.5 檢測(cè)

2.2.5.1 焊后及時(shí)熱處理，熱處理溫度750℃，升降溫速度控制在200℃/h以下，恒溫不小于1.5小時(shí)（填寫熱處理工藝卡）；

2.2.5.2 熱處理合格后，由總包委托進(jìn)行100%射線檢測(cè)Ⅱ級(jí)合格或100%超聲檢測(cè)Ⅰ級(jí)合格；（見表1）

3 安全保證措施

3.1 遵照業(yè)主管理規(guī)定，執(zhí)行三不動(dòng)火；

3.2 與生產(chǎn)裝置可靠隔離；

3.3 由于1#鍋爐運(yùn)行中，主蒸汽管道母管溫度為545℃，壓力9.81MPa，作業(yè)時(shí)，防止人員意外燙傷；

3.4 現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)的腳手架必須穩(wěn)固牢靠，并有防護(hù)欄保護(hù)，防止人員高處墜落。

4 修復(fù)結(jié)果

確定了修復(fù)方案后，各單位都按照方案中明確的責(zé)任、時(shí)間完成各自工作。本次主蒸汽管道裂縫的修復(fù)，從確定修復(fù)方案到最終完成，共用時(shí)36個(gè)小時(shí)。修復(fù)完成后再次投入使用，至今運(yùn)行良好。（見圖2）

詳見熱處理工業(yè)卡

圖2 修復(fù)合格后未保溫前

[1]《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范 GB 50236-2011》

[2]《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程 DL/T 820-2002 2002》

[3]《電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)價(jià)規(guī)程 第3部分:汽輪發(fā)電機(jī)組 DL/ T 5210.3-2009》

[4]范良，火電廠主蒸汽管道裂紋案例分析[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2007,23（8）：34-35.