王在忠

(中國船級社日照辦事處,山東 日照 276826)

某船用輔鍋爐在進行檢查時，發(fā)現(xiàn)廢氣側部分煙管根部有漏水現(xiàn)象，進一步檢查發(fā)現(xiàn)該鍋爐廢氣側煙管還存在管壁較薄的現(xiàn)象，因此決定將廢氣側爐內煙管全部更換。該船舶輔鍋爐基本信息見表1，鍋爐內部煙管由兩端管板固定，中間無結構，其布置示意見圖1。

表1 鍋爐基本信息

圖1 鍋爐煙管示意圖

1 工藝的選擇

在船舶營運過程中，鍋爐煙管修理的常用工藝有脹接、焊接和堵頭封堵[1]。

1)脹接。即使用專用脹管器插入經(jīng)過退火處理的煙管端部，均勻地擴張管子的端部，管板在管端膨脹力作用下塑性變形，然后撤除脹管器，管板為恢復其塑性變形緊緊裹住管端部，裝配過程中不需進行焊接輔助[2]。對于使用年限較長的鍋爐，因其材質可能發(fā)生變化，一般不采用此方法。對經(jīng)過多次脹接仍不嚴密，脹接部位管壁殘余厚度滿足不了要求的，也不宜使用此方法。

2)焊接。其方法有2種，一種為焊接時管孔與煙管外徑有小于1.5 mm的間隙，煙管放入管孔后進行焊接，此種施工比較簡單，但運行一段時間后，在間隙里集結的水垢易造成傳熱不良，導致管板和管頭裂紋。另一種是先脹后焊的工藝，即焊接前先用脹管器，使煙管端部脹到管外壁與管板孔無間隙為止，然后再焊接，該種方法能有效避免煙管與管孔間隙過大的問題。

3)堵頭封堵。當發(fā)現(xiàn)煙管內有穿孔時，可采用用堵頭封堵的方法，即將2個堵頭同時打入滲漏管兩端管口內，或在滲漏管兩端同時焊接堵頭封堵，該方法影響了鍋爐的效率，并且需按照廠家的說明書進行，一般作為在船舶營運中臨時的修理措施。

此次煙管更換的輔鍋爐為10年以上鍋爐，制造過程中采用焊接的方式。在此次修理中，計劃對廢氣側爐內煙管進行全部更換，因此，綜合考慮工期和施工條件，煙管的更換選取焊接工藝。

2 工藝流程

采用焊接方式進行煙管換管，其整個施工過程可以分為4個步驟：①爐管、焊材材質確定和爐管加工；②舊爐管拆卸和管孔表面處理、探傷；③新爐管的定位、焊接和探傷；④水壓試驗和運行試驗。

2.1 爐管、焊材材質確定和爐管加工

根據(jù)船上鍋爐圖紙、說明書和產(chǎn)品質量證明書，確定舊爐管尺寸、管材質化學分析成分、機械性能參數(shù)和焊接材料，換新的管材和使用的焊材應與原管材、焊材相同或質量指標不低于原管材和焊材。在管材加工前，按要求應進行水壓試驗。此次修理更換煙管使用的管材質量指標和尺寸與原管相同，使用出廠時已經(jīng)經(jīng)過渦流探傷合格的管材，可免除管路加工前的水壓試驗[3]，此次鍋爐修理使用的新的爐管和焊材信息見表2。

該船更換的煙管全部為直管，焊接處在兩端，在爐管安裝之前，應將其端部的油污銹跡等雜質清理干凈。

表2 爐管和焊材信息

2.2 舊管的拆卸和管孔表面處理、探傷

此次修理更換265根煙管，在拆除舊管路時，應采取分批進行的方式，以防止鍋爐部件產(chǎn)生移位和變形。此次舊管拆除采用氧—乙炔割刀將煙箱頂部割除，然后割除煙管上下焊接點，最終拆除舊煙管。移除煙管后，對上下管板和管孔以及水腔側進行清理，打磨管群區(qū)域直至露出金屬光澤。對管板管群區(qū)域進行滲透探傷，確保管板及管孔無缺陷。

在舊管拆除時，應注意對管孔表面的保護，防止管孔拉傷、碰撞等機械損壞。對有損傷的管孔，應用鉸刀修理，清除缺陷，控制管孔直徑增大量在0.5～1.0 mm范圍內，以保證后續(xù)管群位置偏移量不超過規(guī)定值。如缺陷過大，采用管孔內壁堆焊后再磨削的方式，以確保煙管布置的合理性。

2.3 新爐管的定位、焊接和探傷

爐管安裝前，應首先對爐管和管孔進行測量，保證管孔和煙管的裝配間隙不超過1.0～1.5 mm。爐管的安裝應在兩端伸出管板一段距離L，該距離一般比焊縫焊腳高度K1高出1 mm，煙管與管板的焊接采用煙管—板接頭焊條電弧焊工藝，接頭型式為角接焊縫，焊接型式示意圖見圖2，焊接結構尺寸要求見表3，其中δ為管材的厚度3.5 mm[4]。

圖2 焊接型式示意圖

表3 焊接結構尺寸要求mm

焊接完成后，進行清理檢查，管端焊后不應有較深的咬口和氣孔，對整個焊后的管群區(qū)域進行滲透探傷，確保焊接后的整個管群區(qū)域和管端焊接區(qū)域無缺陷。

2.4 水壓試驗和運行試驗

在各項工作完成并檢查合格后，檢查并清理鍋爐水腔側，關閉鍋爐人孔，封閉相應的管路及接口，進行鍋爐水壓試驗。經(jīng)與船東、船員以及修理廠家溝通，參考《鋼質海船入級規(guī)范》中的要求，確定此次重大修理完成后水壓試驗壓力應為1.5倍工作壓力，即1.05 MPa。此次水壓試驗的方法如下[5]：將相關管路和開口封堵，注水將鍋爐內空氣排凈，安裝2只壓力表，保證水溫不低于5 ℃，試驗時水壓緩慢上升，每分鐘不超過0.2 MPa。當壓力達到一半時應進行初步檢查無泄漏，再升至試驗壓力，保持壓力5 min，然后泄壓至工作壓力，在工作壓力下進行檢查，檢查是否存在泄漏、變形和異響，檢查期間壓力保持工作壓力不變。

在水壓試驗結果合格后，恢復相應的管路，將水位降至正常水位，進行正常的鍋爐運行試驗，在工作狀態(tài)下檢查鍋爐，檢查結果合格，此次鍋爐修理完成。

3 檢驗要點

為保證此次鍋爐修理的質量，在修理工藝實施過程中，須嚴格控制修理過程的各個環(huán)節(jié)，設置質量檢查點，采用嚴格的過程控制，保證施工質量。

1)資質和焊接工藝認可的核查。在修理之前首先與修理廠家進行溝通，確認修理和施工的范圍，廠家提供滿足此次修理工作的資質，包括營業(yè)執(zhí)照、質量管理體系證書、職業(yè)健康管理體系證書和環(huán)境管理體系證書等包含資質范圍和質量控制的文件，以及施工人員的焊工和無損探傷資質證書。根據(jù)制定的施工工藝，核查提供的焊接工藝認可資料是否包含此次修理中的全部焊接工藝。

2)管材和焊材信息的核查。根據(jù)船上鍋爐圖紙和說明書等資料，確定舊爐管的尺寸、材質化學分析和鍋爐制造過程中使用焊材的信息，對新的管材和焊材進行貨物驗證，核查新的管材和焊材的質量證明書與實物，保證新的管材和焊材的材質和性能指標不低于原管材和焊材。

3)無損探傷的檢查。在舊煙管拆除后和新煙管焊接后，都需要進行清理并進行無損探傷，來確認在舊管拆除后管板和管孔沒有影響質量的缺陷和在新煙管焊接后焊縫和管板等部位無缺陷。滲透探傷應按照NB/T 47013或JB/T 4730《承壓設備無損檢測》標準評定達到I級合格[6]。

4)安裝和焊接質量的控制。在煙管進行焊接前，對煙管的定位進行測量，測量煙管和管孔的間隙和煙管伸出管板長度，保證間隙值和伸出長度值滿足要求。在焊接完成后，對焊縫焊腳的高度等進行檢查，保證滿足要求。

5)水壓試驗的檢查。在進行水壓試驗過程中，分別在壓力緩慢上升達到試驗壓力的一半時和壓力達到試驗壓力保壓5 min之后再降低到工作壓力時進行檢查，檢查內容包括是否存在滲漏、是否存在異常變形和是否存在異響，如無滲漏、無異常變形和無異響，認為水壓試驗合格。

6)鍋爐修理文件收集。在對鍋爐按照制定的施工工藝進行修理和檢驗滿意后，對此次鍋爐修理的文件進行收集，以便編制最終的檢驗報告。需要收集的文件如下：①廠家資料；②焊工資質證書；③焊接工藝資料；④管材和焊材的質量證明書；⑤工藝文件，包含施工范圍、工藝和試驗大綱；⑥試驗報告。

4 結束語

通過嚴格按照工藝流程施工、在各個檢驗要點實施嚴格的檢查控制，確保施工質量，此次修理各項檢查工作一次交驗合格，如期修復了該船鍋爐。