火力发电厂金属技术监督管理及锅炉失效管理详解

3.1 受热面管泄漏特点
省煤器： • 位于烟气温度较低区域，一般不会发生过热。
• 主要失效形式为烟气磨损，积灰和腐蚀也会引起失效。
3.1 受热面管泄漏特点
• 分析锅炉受热面管泄漏原因时，应综合分析诊断。 • 借鉴以上统计数据，对泄漏频繁的部件调查分析，查
找原因。
• 协调多专业综合治理，达到标本兼治目的。
督预警单更换后检验发现，金属组织发生严重球化、严重石墨化
和局部蠕变裂纹。该三通已处于即将爆破的临界状态。 究竟在哪一环节发生错用已无法考证，表明该厂金属监督工作不
到位。
2.6 试样加工
要求：执行规程正确、提供加工图纸规范、试样标记无误、验收合
格送检。
注意事项： • 试样加工尺寸符合图纸要求；
• 火焊切割预留机械加工区段，防止金属过热发生组织变化；
1.2受监金属部件失效特点
• 受监金属部件损伤破坏不可避免，任何金属材料都有 设计使用寿命。 • 定期进行锅炉和压力容器外部和内部质量检验，开展 全方位、全过程的技术监督管理，可以及时发现受监 金属部件缺陷，通过消缺处理及时消除事故隐患，将
事故率降低到最低限度。
2 金属监督与相关专业关系
全方位金属监督几乎涵盖火电厂各个专业及部门： • 锅炉、汽机、化学、热工、检修、物资等部门； • 金属、焊接、本体、管阀等班组。 金属损伤和失效暴露的是现象，其本质涉及到各相关
3.2建立受热面管监督数据库
• 将历年受热面管泄漏试验分析结论、割管取样检验结
果和锅炉运行异常工况进行数据录入。 • 通过数据统计分析，可以从中查找出受热面管泄漏规 律性，甚至达到区域性防范的目的。 • 统计数据越多，分析结论越准确。
• 有的电厂在同一部位连续发生几次同类型泄漏，历次
检验报告都在档案中束之高阁，没有发挥监督数据库 的有效作用。
专业运行和检修过程监督管理中存在的问题。
治标必须治本。
2.1锅炉专业
• 锅炉燃烧方式调整不当，火焰中心偏斜或上移，导致
受热面管壁温度升高超温过热爆漏； • 受热面管外壁结焦、内壁结垢导致传热性能下降，汽 水循环不畅将导致冷却作用降低，将引起受热面管壁 超温过热爆漏；
• 启炉期间管系膨胀受阻，支吊架失载和超载，焊接残
技术监督主干规程
• 火力发电厂金属技术监督规程（监规）—DL/T438-2009 • 电力工业锅炉压力容器监察规程（锅规）--DL612-1996 • 电站锅炉压力容器检验规程（检规）--DL647-2004 • 监督工作必须依据规程，杜绝习惯性违章、以经验替代规程； • 强制性规程必须熟练掌握并运用；
2.3 热工专业
• 各类温度、压力等计量表计，监测承压部件正常运行。
• 热电偶布设焊接紧密牢固，补偿导线设计合理，测点
位置显示准确，计量表计定期校验。任一环节出现差 错，都会影响受监金属部件运行温度、压力的准确性。 • 依据运行规程要求，监控主蒸汽管道、受热面管壁温 度、压力在规定参数内运行。如果表计出现误差，全
分析处理）。
• 存在问题：异常不记录、记录不分析、分析无措施、措施无闭环。
2.2汽机专业
• 重要受监部件：大型铸件--汽缸、高速转动部件--转子、
叶片、螺栓等。
• 螺栓--紧固件：承受高温和预紧力作用，长期运行后会 发生应力松弛现象。 a 预紧力过小会导致汽缸密封面泄漏； b 预紧力过大会引起螺栓内应力增加，在高温下长
3.2建立受热面管监督数据库
• 目前部分电厂在爆管后，现场割管取样，委托金相检 验、光谱分析、机械性能常规试验等。收到金属检验 分析报告（如长时超温、短时超温、疲劳、腐蚀等）
后，报告归档，工作宣告完成。
• 锅炉受热面管失效首先应由金属检验后做出分析结论。 而具有指导意义的工作应利用金属失效结论，继续分 析查找引起金属失效的相关专业的运行、检修原因， 完成监督闭环监控。
3.1 受热面管泄漏特点
过热器： • 管外壁承受高温烟气加热，管内承受高温、高压过热
蒸汽作用。金属壁温处于钢材蠕变温度下，接近管材
极限许用温度。 • 主要失效类型：长时超温过热。其次结垢、腐蚀、蠕 胀、磨损、短时超温过热。
3.1 受热面管泄漏特点
水冷壁：
• 位于炉膛内壁四周，直接吸收炉膛高温火焰辐射，把
内全部严重结垢，蒸汽通流面积缩小严重降低了蒸汽对管外高温
烟气的冷却作用，致使管壁长期超温过热最终导致频繁爆管。
2.5物资供应
• 火电厂金属技术监督规程2000版新增监督项目。
• 受监金属部件储运监督管理除执行物资管理有关规定
外，还应执行金属监督要求的相关技术条件。 • 受监金属部件、钢材、焊材必须附质保单、合格证； 健全入库前金属检验委托制度；金属检验合格后分类 标识存放，避免错收错发；焊接材料应上架摆放、有
4．检修焊接技术监督
• 4.1焊接技术监督现况 • 影响焊接质量因素：焊工实际操作技能、焊接培训质
量、焊接技术管理、焊接材料储运管理、焊接工艺评
定、焊接工艺作业规范、焊接质量验收等。 • 存在问题：监控措施可操作性差、管理工作不到位。 部分专工甚至将焊接监督推给焊接班负责，没有实现 对焊接质量二级监控职能作用。
4.2焊工持证上岗动态监督管理
• 比较两部规程，电力标准对培训考核项目划分较细，考核标准严
格，Hale Waihona Puke Baidu用性强。
• 鉴于电力行业高温高压承压部件的特殊性和重要性，发电企业焊 工一直同时考取国家和电力行业分别颁发的焊工合格证。
• 监督专工应了解两部焊工考核规程，熟悉焊接考核项目及其代号，
焊接检验项目及其评定标准，各类焊工适用工作范围等规定。 • 建立焊工持证合格项目管理台帐。保证焊接检修动态监控过程中，
• 小径管条形试样两侧平行、表面光洁度符合标准要求； • 试样追踪标记，向火与背火、冲击试样开口位置、取样位置等杜
绝错位。
• 断口表面避免人为二次损伤。 任一环节出现差错都会使试验数据严重失真，导致分析结论失误。
3 锅炉受热面监督管理
• 严格执行规程、标准 DL/T939-2005《火力发电厂锅炉受热面管监督检验技术导则》 DL/T438—2009 《火力发电厂金属技术监督规程》9.受热面管子 金属监督 • 建立锅炉受热面管监督数据库（包括历年受热面管泄漏试验分析 结论、检修割管取样金属检验结果、锅炉运行异常工况等）。 • 发生受热面管泄漏时及时提供相关统计数据，配合金属检验结果 综合统计分析，可以更准确的查找出泄漏原因，并因此制定科学 的防范措施，实现受热面管预防监督目的。
水加热变成饱和水的汽水混合物。 • 运行中如果水冷壁联箱有异物堵塞、汽包水位偏低、 集中下降管带汽或受热不均等都可能造成超温过热。 • 主要失效类型：短时超温过热。其次结垢、腐蚀、磨
损、长时超温过热等。
3.1 受热面管泄漏特点
再热器： • 管外壁承受高温烟气加热，管内流动密度较小的中压
蒸汽。
• 金属壁温处于钢材蠕变温度下，常接近管材极限许用 温度。 • 主要失效形式：长时超温过热、蠕胀、磨损和腐蚀。
火力发电厂金属技术监督 及锅炉压力容器安全监察
吉林省电力科学研究院
刘铁军
2010年
1．金属监督及锅炉监察 全过程、全方位管理
1.1重要性 • 电力行业初期开展四项技术监督专业之一；目前9项监督（金属）、 5项管理（锅炉监察）。 • 受监金属部件损伤破坏事故率占发电机组事故率≥70%。 • 原电力部长史大桢说过：“不重视电站锅炉压力容器安全，将厂 无宁日！”。
余应力，弯管塑性变形等引起的附加应力作用，将会 产生局部应力集中。长期运行将加速管材蠕变、疲劳 损伤破坏。
2.1锅炉专业
• 运行中监控受热面管壁不超温，主蒸汽和再热蒸汽不超温超压。 • 高温承压部件温度越高、应力越大、运行时间越长，蠕变损伤破 坏速度越快。 • 检修期间检查膨胀指示器完好，启炉期间检查膨胀指示器位移值 在设计范围。 • 管道支吊架检查每年全面检查一次并记录存档。 • 检查发现锅炉运行记录“只记不看” 。异常数据无审核、分析、 处理、反措。（有受热面壁温超温达40-50℃，竟无人发现并上报
≥24+36+10=70%。
火力发电厂主专业--机、炉、电。
金属专业作为辅助专业，因金属设备事故率高、对机组 安全、稳定运行影响很大，2/3以上机组非停都与金属 受监部件失效有关。金属监督工作已经引起各发电集团 公司、发电厂各级领导及监督、检修和运行专业人员的 高度重视。 金属监督的重要性不言而喻。
4.2焊工持证上岗动态监督管理
• 国务院第373号令《特种设备安全监察条例》明确要求特种设备作 业人员必须持证上岗。 • 电力《焊工技术考核规程》规定：未取得合格证、合格项目过期、 从事合格证非合格项目焊接均视为无证上岗。 • 电力行业焊工技术考核一直同时执行两部规程： 《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》 国家质检总局 《焊工技术考核规程》DL/T679-1999 电力行业。 目前两部考规都在修编中，电力考规与国家考规力求一致，项目 代号正与国际标准接轨。
效期1-2年（超期作工艺评定），库房湿度控制≯60%；
钢材存储防锈蚀、不锈钢禁止直接接触碳钢架等。
2.5物资供应
• 全省发电企业每年都会发现错用钢材事件。受热面管错用低等级
材质，将在短期内发生爆管事故，造成机组非停。 • 案例
2010年6月，电科院在松原油田热电厂监督检查发现，汽机
侧主蒸汽母管一个三通错用碳钢材质（原设计材质12Cr1MoV， 运行温度535℃/压力8.8MPa，累计运行时间49617小时）。下发监
焊工持证合格项目不超期、不超项。
4.3焊接培训管理
• 检修焊接工程质量取决于焊工实际操作技能，焊工技能取决于焊
接培训教育质量。
• 电厂应安排焊工定期进行持证合格项目的实际操作练习考核。 • 批量和重要受监金属部件焊接时，应组织焊前练习和允许性模拟 考试。 • 检修焊接作业实现对焊工持证上岗动态监控管理。焊工上岗持证 必须，但持证并不代表水平。 • 近年各类焊工比赛、调考活动存在一定弊端。检修焊接工作由焊 工群体完成，而非个别选手所能胜任。焊接培目的应是推进焊工 全员的实操水平的提高。
期运行会发生蠕变现象。将导致金相组织提前发生变
化（如网状组织）而发生脆性断裂。
2.2汽机专业
检修注意事项 • 使用大锤拆装螺栓无法控制预紧力，冲击力易造成螺栓损伤甚至 断裂。 • 使用火焰直接加热拆卸螺栓无法控制温度，易发生螺栓金属组织 过热、过烧，甚至局部烧熔。DL/T439-2006《火力发电厂高温紧 固件技术导则》4.3.2条款规定：螺栓中心孔局部烧伤溶化应作报 废处理。 • 松花江电厂2007年、2008年连续2年发生螺栓孔局部火焰加热烧熔 事件，专门下发监督意见单要求报废处理，造成很大经济损失。 检修建议使用液压紧力扳手拆装螺栓，根据规定控制螺栓预紧力 在设计值内。
• 及时更新使用有效版本，防止使用过期作废规程。
1.2受监金属部件失效特点
• 火电厂受监金属部件材质不同、工作环境不同，损伤 失效特征也不同。 • 金属固有特性决定不同金属部件的使用寿命不同。运 行工况发生变化（如温度、应力、腐蚀、磨损等）或 金属部件存在原始缺陷，都将加剧金属部件损伤速度
而最终提前失效破坏。
部监控过程将流于形式。
2.4 化学专业
• 控制汽水品质符合规程各项指标，避免结垢、腐蚀、 积盐。 • 定期汽水品质化验分析，发现超标异常数据应及时分 析、查找原因。 • 水冷壁管内壁发生垢下腐蚀，甚至氢脆爆管，与定期 汽水品质监控质量有关。
2.4 化学专业
案例： 某电厂过热器频繁爆管，爆漏位置无规律。割管取样检验， 金相组织严重球化，证明管壁长期超温过热。 全部更换过热器后不久，又相继发生无规律爆管。多次割管 取样检验，金相组织短期内再次发生严重球化，表明管壁仍存在 长期超温过热现象。 频繁爆管迫使电厂堵管处理。一次抢修中无意发现联箱短接 管内严重结垢，扩大检查发现，因没有更换该联箱，联箱短接管
全国发电企业前50年发电机组非停事故率公认统计数据：
• 电站锅炉事故率占机组事故率≥60%；其中：
• 焊接质量事故率占锅炉事故率≥40%；占机组事故率 ≥24%； • 锅炉受热面爆漏事故率占锅炉事故率≥60%，占机组事 故率≥36%；
• 其他金属部件损伤事故率占机组事故率≥10；
• 受监金属部件损伤破坏事故率占机组事故率