摘要：在火电站的发电过程中，锅炉受热面使用小径厚壁管会出现各种缺陷问题，主要表现为管道表面产生裂纹和折叠问题等。裂纹缺陷问题主要是在热轧工作中产生，这种具体问题主要位于管道一端的一定长度范围之内。本文重点针对小径厚壁管产生的具体缺陷问题进行了分析，同时使用了超声波检测工艺以来加以开展，所取得的检测效果非常明显。
关键词：电站；锅炉；小径厚壁管；金属
随着我国火力发电机组的蒸汽参数不断上升，在实际的工作过程中，金属受热面对小径厚壁管的使用程度越来越高，并且管道的直径厚度比越来越小。因为，受到管道直径和厚度比参数的变化影响，对管道的生产工艺以及管道的整体质量有着明显的影响。比如，从管道的表面质量来看，管道表面更容易产生裂纹、折叠以及离层等各种宏观缺陷问题，相关工作人员对小径厚壁管的缺陷问题产生的具体规律进行了分析和研究，并且提出了相应的确切问题解决工作方案，对提高整个管道制造工作质量以及保证供电机组的安全稳定运行打下了重要的保障。
1 案例分析
我国某火力发电站机组使用了大量的小径厚壁管，比如该机组再热器悬吊管材料选择的是SA213-791规格分为了OD63.5×18mm、OD54×16.5mm等种不同类型。管道的具体规格分为了非标异径管，管壁的厚度和外径之比均超过0.25。在工程施工现场当中发现这种受热面存在大量的缺陷超标问题，并且在其他工作环节当中，也出现了大量类似的缺陷与病害问题，有的缺陷病害非常严重，造成了供电机组出现工作失效问题。工作单位通过分析锅炉受热面小径厚壁管缺陷问题的具体状况产生的具体原因，有效提出了相应的检测工作方法，有效保证锅炉机组的正常稳定工作和运行。在本次供电锅炉受热面所使用的小径厚壁管缺陷检测方法上，使用的是外形观察法、理化检测法等，对厚壁管产生的具体缺陷问题以及相关的性质进行了分析和研究，并且在此基础之上有效提出了这种缺陷问题的有效监督措施。
2 检测样本的获取
在基础的安装工作中，相关工作人员发现两种不同类型的缺陷问题，具体表现为端不存在有限性显示如图1所示，和管道内壁存在折叠缺陷问题,如图2所示。工作人员通过深入分析和研究，对缺陷问题产生的原因进行了总结，并且以此为基础设定出了金属监督工作措施，在工作现场截取了多节OD63.5×18mm还有缺陷问题的管道，进行了一系列试验和分析。
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图1端部线性设计 图2 管内部折叠缺陷
2.1缺陷检验
依照GB223系列标准钢铁和合金化学分析方法，对现场收集到的缺陷样本进行了化学成分分析和研究，通过具体的实验分析结果可以看出，所检测的缺陷样本的化学成分满足GB5310对钢材料的成分构成要求。
在材料样本的硬度检测工作中，使用的是金属布氏硬度实验方法，将缺陷样本的表面使用砂纸进行充分的打磨，对管道朝火面和被和面分别进行实验，检测和分析通过使用台式布式硬度计来进行实验操作。测试设备型号为HBS-3000型布氏硬度计，在实验过程中条件需要满足负荷187.5kg钢球的直径大小为2.5mm，实际的负荷保持时间为10秒，压痕的直径和测量的精确度需要达到0.005mm。通过布氏硬度实验检测工作结果分析可以得出送检管的硬度构成相对比较均匀，在HBW210~230之间，符合检测工作的相关材料标准和要求。
2.2母材金相检验
依照DLT884-2004火电厂金相检测盒实验检测技术规则，对产生缺陷的管道样本进行了金项检验工作，通过非金属夹杂物的检测和分析，可以在显微条件下看到具体杂物的分布情况，以及对非金属杂物的等级进行划分，有效满足了GB5310对钢铁材料杂质的控制比例要求，金相组织体为回火马氏体颗粒的力度范围在10~11级之间，金属组织保持正常。
2.3管道缺陷
相关工作人员在管道的安装工作中，发现管道的悬吊管存在两种不同的缺陷问题，第一种是管道一端存在放射状的线形显示，另外一种是管道内部存在折叠缺陷问题，工作人员分别对两种不同的缺陷问题展开了分析和研究。通过宏观金相观察缺陷，在直径的方向上分为了4条对称分布，均通过管道的内壁向外壁进行延伸。通过在显微镜条件下观察金属体产生缺陷问题，表面存在比较尖锐的物体，缺陷内部被氧化物所填充缺陷的四周没有出现明显的拖泥层。工作人员又对金属表面的缺陷开展了SEM以及能谱分析工作，通过实验结果分析可以看出缺陷问题的整体形态比较平直，尖端比较圆润，并没有出现大面积扩展等不良现象，同时在产生缺陷的部位被氧化物完全填充，同时靠近基础结构层，主要是以铬和锰为主要的金属构成，表面构成非常平整。
缺陷产生的一端比较圆润，在附近区域并没有出现明显的脱碳问题。缺陷特征和常见的冷波产生的裂纹形态有着明显的差异，因此这一确切问题产生在高温的热处理环节当中，有效结合管道制造厂商的相关生产工艺，最终工作人员确定产生缺陷的具体原因是因为管道一端的杂质分布较多，同时管道的切除长度不足所形成管道内部并没有出现类似的曲线问题，对此可以得出结论选取管道端不存在缺陷的管道来进行解剖实验，通过实验结果可以看出管道内部并没有出现相类似的缺陷问题。
3 电站锅炉受热面金属监督
通过现场选择超声导播异常信号对管道检测样本进行分解分析，分解完成之厚选择存在折叠缺陷的管道位置，通过金相实验来进行显微观察，在显微条件下发现缺陷其实与内壁表面，并且沿着不同的角度向中心点进行延伸和管道表面呈现20~40°的夹角，缺陷的尖端相对比较圆润，内部被大量的氧化物所填充，在产生缺陷的边缘区域存在脱碳层，和管道压制所形成的缺陷特征表现相符。综合生产厂商的相关生产工艺进行分析产生缺陷问题的主要原因，是因为在冷拔工作中顶头毛刺对管道的内壁形成了划伤，通过对整个管道的解剖观察之厚，管道内部大部分区域都存在这种缺陷问题，由此检验工作的结论得到了验证。
通过对实验样本管道材料进行分解和分析，悬吊管道缺陷问题主要表现为两种形式，一种是端部出现放射性缺陷，另一种是内部产生折叠缺陷，对两种缺陷产生的具体机理进行分析，同时对悬吊管增加磁粉探伤和超声波探伤检测工作。通过超声波探伤检测工作，使用专用的探头，向正反两面进行扫查，依照不同的管径大小将探头磨成和管道表面材料相吻合的曲面结构，不同的环境现场取材和质量的标准也各有不同，样本管道的长度为300mm，依照相关的检测工作标准对比人工缺陷产生的具体程度，有效调节超声波探测的灵敏度，对管道材料进行有效的金属监督工作。
4 结束语
针对无损检测方法来讲，在火电厂锅炉小径厚壁管的缺陷问题处理工作中得到了充分的实施和验证，进而为这一问题的处理工作提供出了良好的工作经验以及参数数据，有效保证电厂单位的正常发电和运行。
参考文献
[1]石丽敏.电站锅炉焊缝超声波相控阵检测与射线检测的对比[J].特种设备安全技术,2019(04):6-7+48.
[2]钱林峰,徐光明,陶磊.大型电站锅炉高温受热面管金属壁温影响因素及评价[J].中国特种设备安全,2019,35(06):33-37.
[3]尤运,潘卫国,姜未汀,王健,郑敏捷,戴坤鹏.电站锅炉受热面复合温差发电技术经济性研究[J].动力工程学报,2018,38(06):425-430.
[4]周俊波,陈晓文,高海东,高林,王林,郭亦文,侯玉婷.燃煤电站锅炉受热面灰污监测与智能吹灰控制技术[J].热力发电,2017,46(12):11-17.
论文作者:赵新龙,贾志国
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/4/30