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１２Ｃｒ１ＭｏＶ是目前電站鍋爐用量最大的低合金耐熱鋼，經(jīng)國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明其工藝性能良好，可靠性強(qiáng)，其廣泛應(yīng)用在鍋爐過(guò)熱管、聯(lián)箱和管道中。以某電廠＃４機(jī)亞臨界鍋爐為例，針對(duì)后屏集箱至高溫過(guò)熱器聯(lián)箱連接管的內(nèi)部裂紋進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的處理解決方案，為目前國(guó)內(nèi)在役最多的３００ＭＷ機(jī)組中的１２Ｃｒ１ＭｏＶ厚壁鋼管技術(shù)管理提供了有益借鑒，為機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了重要保障。

１缺陷的發(fā)現(xiàn)、分析及處理

該電廠二期＃４爐，２００５年１２月安裝鍋爐主蒸汽管道，過(guò)熱蒸汽溫度５４１℃，運(yùn)行壓力１７．５ＭＰａ。后屏集箱至高溫過(guò)熱器聯(lián)箱的連接管圖樣采用１２Ｃｒ１ＭｏＶＧ珠光體耐熱鋼管，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為ＤＬ／Ｔ８６９—２００４《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》，規(guī)格為�J６１０ｍｍ×７０ｍｍ。

２０１７年６月華電電科院山東分院在某發(fā)電有限公司＃４機(jī)組大修中，經(jīng)超聲波檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)后屏至高過(guò)彎頭下焊縫，６點(diǎn)至７點(diǎn)位置，存在缺陷回波反射。

采用Ａ型脈沖式超聲波探傷儀，校準(zhǔn)儀器，性能符合ＪＢ／Ｔ１００６１—１９９９《Ａ型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件》規(guī)定的要求。依據(jù)ＤＬ／Ｔ８２０—２００２《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》采用�J３ｍｍ×４０ｍｍ的對(duì)比試塊制作ＤＡＣ曲線，經(jīng)Ｋ１、Ｋ２２個(gè)探頭單面單側(cè)掃查后發(fā)現(xiàn)缺陷靠近焊縫中心位置。水平移動(dòng)探頭，根據(jù)端點(diǎn)６ｄＢ法測(cè)得長(zhǎng)度１００ｍｍ。缺陷深度距焊縫上表面４５～５５ｍｍ。

１．１打磨消缺

機(jī)械方式消除，采用角向磨光機(jī)打磨焊縫至缺陷位置，利用滲透檢測(cè)的方法確定缺陷消除情況。如圖１所示，焊縫挖到４５ｍｍ深，滲透檢測(cè)發(fā)現(xiàn)裂紋，繼續(xù)打磨，直至裂紋全部消除。

１．２原因分析

１２Ｃｒ１ＭｏＶ鋼中加入釩元素而對(duì)再熱裂紋產(chǎn)生敏感。近年來(lái)多個(gè)案例表明，１２Ｃｒ１ＭｏＶ厚壁鋼管在焊后并未出現(xiàn)裂紋，而是在焊后熱處理過(guò)程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋及再熱裂紋，敏感溫度在６００℃左右。

隨著機(jī)組的啟停，溫度和壓力發(fā)生變化產(chǎn)生的應(yīng)力與焊后的殘余應(yīng)力疊加后，極有可能產(chǎn)生再熱裂紋［１］。該處焊縫焊接時(shí)間處于冬季，環(huán)境溫度太低使接頭區(qū)域冷卻過(guò)快，導(dǎo)致應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋。

１．３修復(fù)措施

（１）坡口加工及焊前預(yù)熱：加工坡口時(shí)將補(bǔ)焊位置原有焊肉全部清除，將裂紋消除后的溝槽稍加拓寬，尖角部分圓滑過(guò)渡。補(bǔ)焊區(qū)四周２０ｍｍ范圍內(nèi)清理掉氧化層、油污、銹蝕等，發(fā)出金屬光澤。熱處理時(shí)采用電加熱方式將整個(gè)焊縫及兩側(cè)母材３００ｍｍ范圍（不應(yīng)小于３倍壁厚）加熱至２５０℃，恒溫１ｈ。

（２）補(bǔ)焊措施：由于此處焊縫已經(jīng)挖透，所以直接采用手工電弧焊，采取多層多道焊的焊接工藝。焊條按說(shuō)明要求焊前烘焙好，現(xiàn)場(chǎng)使用放在保溫桶內(nèi)，焊接參數(shù)見(jiàn)表１。焊接過(guò)程中，填充層每焊完一道都要用錐形榔頭的尖端敲擊所焊焊縫及熱影響區(qū)母材，緩解及釋放焊接產(chǎn)生的焊接內(nèi)應(yīng)力。

（３）控制好層級(jí)間溫度在２５０～３００℃。補(bǔ)焊處的焊縫同母材及原有焊縫過(guò)渡圓滑。焊后熱處理：補(bǔ)焊完成后，進(jìn)行熱處理。熱處理時(shí)布置３只熱電偶，一只控溫?zé)犭娕疾贾迷谘a(bǔ)焊處焊縫，最高溫度７３０℃。另一只布置在原焊縫處，最高溫度７２０℃。第３只監(jiān)測(cè)熱電偶布置在距焊縫５０ｍｍ熱影響區(qū)內(nèi)。加熱寬度每側(cè)３５０ｍｍ，保溫層寬度每側(cè)５００ｍｍ。升降溫速度≤８５℃／ｈ，７３０±１０℃恒溫３ｈ。恒溫結(jié)束，溫度降至３００℃以下時(shí)，停電使焊縫緩冷至室溫［３］。

（４）補(bǔ)焊質(zhì)量檢驗(yàn)：焊口熱處理完畢，依據(jù)ＮＢ／Ｔ４７０１３．４—２０１５《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第四部分：磁粉檢測(cè)》進(jìn)行１００％磁粉檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)缺陷磁痕顯示，質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)，合格。依據(jù)ＤＬ／Ｔ８２０—２００２《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行１００％超聲檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)可記錄缺陷反射，質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)，合格［４］。使用ＨＴ－２０００Ａ便攜式硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，母材硬度１４０－１５０ＨＢ，焊縫２０５－２１５ＨＢ，符合ＤＬ／Ｔ４３８—２０１６《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》的合格標(biāo)準(zhǔn)［５］。

２基于金屬技術(shù)方面的監(jiān)督重點(diǎn)

（１）在補(bǔ)焊時(shí)，補(bǔ)焊區(qū)成型飽滿光滑，新舊焊縫圓滑過(guò)渡，使用這種方法來(lái)分散應(yīng)力，減少應(yīng)力集中，對(duì)裂紋的產(chǎn)生會(huì)有一定的抑制作用。

（２）加強(qiáng)金屬技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)，該焊縫要列入電廠下次檢修的檢驗(yàn)項(xiàng)目中，檢驗(yàn)項(xiàng)目包括宏觀檢驗(yàn)，磁粉檢測(cè)，超聲檢測(cè)，硬度測(cè)試，必要時(shí)進(jìn)行金相分析。在機(jī)組日后的檢修中，重點(diǎn)監(jiān)督幾次，確保補(bǔ)焊位置不出現(xiàn)缺陷。

（３）加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督過(guò)程控制。焊接人員與檢驗(yàn)檢測(cè)人員必須持有有效資格證書(shū)，并具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)；儀器設(shè)備必須經(jīng)鑒定后合格，使用過(guò)程中也要按標(biāo)準(zhǔn)按時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)與校正；焊接所用的焊條必須在保質(zhì)期內(nèi)，并按使用說(shuō)明提前烘焙；焊接與檢驗(yàn)必須遵循相對(duì)應(yīng)的工藝指導(dǎo)書(shū)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)程等。

３新形勢(shì)下出現(xiàn)的問(wèn)題及建議

近年來(lái)，煤價(jià)漲幅過(guò)大，部分火電企業(yè)出現(xiàn)使用偏離原設(shè)計(jì)值的燃煤，或者摻雜劣質(zhì)煤燃燒的現(xiàn)象，這些情況難免引起誘發(fā)再熱裂紋產(chǎn)生的溫度和壓力等參數(shù)的變化。西電東送工程的節(jié)節(jié)竣工，核電風(fēng)電等新能源發(fā)電的快速發(fā)展，使得東部地區(qū)火電廠的部分機(jī)組屢有調(diào)停、降負(fù)荷運(yùn)行的情況發(fā)生，這也肯定會(huì)引起運(yùn)行參數(shù)的變化。所以建議發(fā)電廠對(duì)入爐煤質(zhì)的檢驗(yàn)和管理不能松懈，在正常的啟停或變負(fù)荷時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行規(guī)程，避免溫度和壓力梯度變化過(guò)大、過(guò)快，形成大量熱應(yīng)力，最后產(chǎn)生熱疲勞。隨著國(guó)家“上大壓小”政策的順利實(shí)施，新建的大容量超臨界機(jī)組和超（超）臨界機(jī)組大都采用Ｐ９１、Ｐ９２等高參數(shù)材料。１２Ｃｒ１ＭｏＶ材質(zhì)的厚壁鋼管大都運(yùn)行了１０萬(wàn)ｈ以上，鍋爐運(yùn)行歷史情況復(fù)雜，啟停次數(shù)、狀態(tài)不明確。這就要求我們必須細(xì)操作、嚴(yán)監(jiān)督，不放過(guò)、不低估焊縫內(nèi)部的缺陷。裂紋發(fā)現(xiàn)一處，就要記錄一處，妥善處理一處。

４結(jié)束語(yǔ)

內(nèi)部裂紋的管理技術(shù)是一套系統(tǒng)工程。只有建立完善的檢測(cè)和返修工藝，精確控制和重視操作規(guī)程，并且細(xì)致地執(zhí)行規(guī)范，才能把危害降到最低，并逐漸提高鍋爐的健康水平。隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加，管道的服役狀態(tài)會(huì)跟隨出現(xiàn)變化，焊接接頭內(nèi)部也會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)逐漸成熟，內(nèi)部裂紋的管理技術(shù)也要不斷更新工藝和方案（比如檢測(cè)過(guò)程中，在條件允許下，推薦使用超聲波衍射時(shí)差法代替Ａ型超聲波掃描），并加強(qiáng)人員的經(jīng)驗(yàn)溝通，才能滿足處理內(nèi)部裂紋的技術(shù)要求。