浅谈超（超）临界锅炉部件常见缺陷及其检测方法

浅谈超（超）临界锅炉部件常见缺陷及其检测方法

王安品

华润电力江苏检修有限公司

摘要：作者从原材料、服役环境、焊接等三个方面对超（超）临界锅炉金属部件的常见缺陷及其检测方法进行了探讨和展望。

关键词：裂纹 氧化皮 夹渣

随着超（超）临界锅炉投产后的长期运行，一些金属部件的潜在缺陷已经浮出，造成了金属部件的提前失效，若能将此类缺陷消除在萌芽状态则会对国家经济发展和安全生产带来巨大效益。

1. 原材料常见缺陷及其检测方法

1. 1. 管口裂纹

某厂600MW机组省煤器管规格为φ44.5×6、φ57×13，材质为SA-210C，在安装监督检验中，发现管口区有裂纹，见图1。

图1

经分析，这种裂纹是由于管子经历过二次回火，并且管口区杂质含量较高，故容易产生裂纹^[1]。在焊接前对管口进行宏观和磁粉探伤抽查，即可发现此种裂纹，若发现问题较多，可用导波批量检查。

1. 2. 管口折叠、分层

某厂660MW机组主蒸汽管道规格为φ508×70，材质为SA-335P92，在安装前检查中，发现坡口两侧各300mm长度范围内母材存在折叠现象

，见图2。

目前所发现的P92大口径钢管分层缺陷产生部位一般为距内表面1～6mm范围，用超声纵波直探头检测时，此深度范围内的缺陷回波与管材内表面回波相距非常近，且内表面回波强度远大于缺陷回波，在仪器屏幕中显示的波形高度和根部宽度也远大于缺陷回波，因此在仪器正常分辨力下（直探头远场分辨力≥30dB）缺陷回波基本被内表面回波淹没，不能有效进行区分，极易造成漏检。另外，缺陷分层间的部分异质介质（分层夹杂物）比较致密，声压反射率低，这样也会导致缺陷反射回波能量很低，在仪器屏幕上的显示高度很低，也会造成漏检。因此在对该类缺陷检测时，需进行对比试验，根据不同情况调节仪器，另外辅以磁粉探伤手段对坡口进行扫查。唯有如此，方可彻底查出该类缺陷。

2. 服役环境导致的缺陷及其检测方法

1. 3. 氧化皮脱落堵塞管子

钢铁在400℃以上的水蒸气中即可被其氧化，超(超)临界锅炉再热器和过热器的蒸汽温度一般在600℃左右，故常采用奥氏体不锈钢材料，奥氏体不锈钢蒸汽测管壁在高温下会与水蒸气反应生成主要成分为Fe₃O₄的氧化皮，该氧化皮厚度达到200－300um左右时，极易脱落，从而阻塞管子导致的泄漏。

检查堆积在管内氧化皮常见方法有二种：一、射线照相方法检测，通过用射线对弯头进行拍照，然后查看底片，得知氧化皮堆积的厚度，射线检测速度慢、成本高，一般只用于对铁磁性材料氧化皮堆积的检测。二、磁通量法检测，因奥氏体不锈钢为弱磁性，Fe₃O₄为强磁性，故只要检测到不锈钢管子弯头处的磁通量，即可知道堆积的氧化皮数量，磁通检查速度快、可重复性强、可靠性高，故在检查不锈钢管子氧化皮脱落方面得到广泛应用。

3. 焊接常见缺陷及其检测方法

1. 4. 焊缝裂纹

某厂600MW锅炉安装时，在对规格为φ38×8，材质为SA-213 T91的屏式过热器现场安装焊缝检验时发现有横向裂纹，具体见图4。

检查产生在这种薄壁小径管上的裂纹，最有效的方法就是射线照相，沿焊缝周向每隔一定角度垂直投射，产生的裂纹影像会更清晰。

1. 5. 焊缝夹渣

某厂在一次计划检修中对主蒸汽安全阀管座进行磁粉探伤时，发现焊缝上熔合线上有裂纹显示痕迹，随后进行裂纹消除工作，发现整圈裂纹并伴随大量的夹渣缺陷，见图5。

焊缝夹渣，一般是由于多层多道焊接时，没有将每层焊道产生药渣清除干净后再进行下一道焊接，从而导致渣遗留在焊缝内，导致集中，形成裂纹源。因此要加强焊接管理，从根源上杜绝此类缺陷，另外在计划检修中，对此类焊缝进行超声波和表面磁粉探伤，以便尽早发现因夹渣导致的裂纹，避免造成更大损失。

4. 结语

（1）经过出厂检验的原材料并不是完全合格的，使用前进行尤需按照标准检验，把好锅炉部件质量控制的最后一道关。

（2）尽可能消除结构拘束，运行中严防超温超压，提高管壁清洁度，尽可能创造良好的服役环境，使其能在设计环境下服役，确保使用寿命。

（3）加强焊接工艺管理，严格焊后无损检测及热处理工作，消除焊接缺陷导致金属材料性能下降，提前失效。

参考文献：

[1] 孙雄．电站锅炉压力容器制造质量检验中发现的典型问题 [A]． 2011年江苏省并网电厂金属技术监督交流会会议资料汇编 [C]．南京，2011.10