周维国，刘小智

（神华神东电力有限责任公司店塔电厂，陕西 榆林 719000）

电站锅炉主汽热段管道中的流动介质为过热蒸汽，该管道长期处于高压、高温的环境中运行，因此该管道质量有较高的要求。主蒸汽管道及再热蒸汽管道实际服役过程中会发生一系列材料组织与性能的变化，其中管道硬度异常是该管道性能恶化的一种类型，这会导致的管道强度下降，造成严重的安全隐患。出现管道硬度异常后，需对管道进行更换，但是影响更换段管道质量的有多方面影响，更换过程中或更换后质量不达标情况经常出现，因此本文针对P91管件，提出了主汽热段管道硬度异常更换质量控制全过程管理方法，通过对更换段管道的加工、储存、运输、施工等各阶段进行质量控制，使管道更换过程标准化，确保更换后质量合格，同时其他管道更换也可借鉴该方法。

1 主汽热段管道质量控制全过程管理

管材本身质量合格是管道质量控制的基础，如果管材本身不合格，那么后续的施工及检验就毫无意义，因此应在源头处对管材质量进行控制，主要是对管材进行出厂检验和入厂检验。

1.1 出厂检验

出厂检验主要是检查管材的生产是否合格，检验内容包括材质、外观、尺寸、性能、内部缺陷等。检验指标包括光谱检测、硬度检测、金相检测、超声检测、磁粉检测、测量尺寸、椭圆度、厚度等，上述指标均应符合相关标准要求。在验收过程中，还应对管材生产进行验收，对材料牌号、炉批号、热加工工艺等进行验收，得到书面材料质量证明书。具体验收标准检验依据DLT 438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》。

1.2 入厂检验

运输过程也可能造成材料的质量问题，因此有必要对管材进行入厂验收。入厂验收内容与出厂验收的内容相同，另外还应对出厂未检验项目进行补全。材料的出厂及入厂检验应由第三检验单位及采购单位共同进行，并记录相应验收结果，出具验收报告。

确定管材质量合格后，可以进行管材更换施工，主要为环切、焊接以及热处理施工。施工质量对管道质量影响巨大，应进行严格的施工质量控制，主要控制环节包括开工前检验、现场环切检验、焊接前检验、热处理前检验及热处理后检验。

1.3 开工前检验

开工前检验主要是对施工人员、设备、工艺等进行检验。在开前首先对工方高压焊工依据DL-T 679-2012《焊工技术考核规程》进行相应管件入厂实操考试，对热处理人员按照《火力发电厂焊接热处理技术规程》进行理论考试。然后应对焊接设备以及热处理设备的有效期进行检测。最后还应审查施工方相同规格材质的焊接工艺评定报告。

1.4 现场环切检验

P91管件现场环切前验收由施工单位组织相关验收人员到达现场进行验收。环切前要检查管件是否固定好，根据图纸复核管件尺寸并确定环切位置，在环切位置两侧检测硬度并与原始报告对比。环切完成后及时清理管件并对封堵，最后对管件坡口进行外观检测，进行MT/PT复检。

1.5 焊接前验收

P91管件现场焊接前验收由施工单位组织相关验收人员到达现场进行验收。主要验收人员资质、焊接工艺、焊接设备、焊接材料等内容，具体验收标准如下：

（1）审查焊工是否有焊接此类钢的资质证书。

（2）是否有签批后的焊接工艺、热处理工艺。

（3）焊接人员是否实操考试合格。

（4）焊机现场检查是否合格。

（5）检查坡口内外壁两侧15mm～20mm范围内的铁锈、油污等污物，PT/MT检验合格，尺寸符合图纸要求。

（6）是否采取防风、防雨措施。

（7）检查充氩保护气室制作完毕，范围以坡口中心两侧各200mm～300mm处，可溶纸或其它可溶材料，用耐高温胶带粘牢制成密封气室。

（8）中频感应热处理机均就位并调试完毕，处于良好状态，检测后的热电偶准备就绪，设置数量符合技术要求。

（9）热处理电源（电缆）检查完好。

（10）管道对口前联系值长等相关人员，防止出现由于系统操作，出现焊接管道处返风、返水等问题发生。

（11）管道内壁清理干净，无异物遗留。

（12）两端管件完全固定完毕，母管无晃动。

（13）检测单位检验焊口两边管道的硬度并且做好记录。

（14）外观检查，检查是否有损伤或者划痕。

（15）焊条验收合格，300℃烘干2h。

（16）对口应采用专用的对口卡具，不得强行组对，对口时应做到内壁齐平，如有错口，其错口量不超过壁厚的10%，且不大于1mm。对口前应仔细检查坡口处母材是否有缺陷，如有应另行处理，点焊用的焊接材料、焊接工艺和选定的焊工技术条件应与正式焊接时相同，大口径管点焊时，间隙为3mm～5mm，点焊可采用“定位块”固定，定位块材质应与母材相同。

（17）现场焊接过程中，电厂见证人员见证焊工人数及连续作业时间。

（18）跟踪电加热150℃～200℃（GTAW/气体保护焊）、200℃～250℃（SMAW/电弧焊）。

（19）必须采用多层多道、小规范进行焊接，焊层厚度尽量薄，每层焊道厚度不超过4mm；摆动焊接时，焊条摆幅不超过焊条直径的4倍，每层焊道必须清理干净，严禁使用榔头錾子清理，以防产生再生裂纹。

1.6 热处理前验收

P91管件现场热处理前验收由施工单位组织相关验收人员到达现场进行验收。主要是对人员资质、热处理工艺等进行检查，具体验收内容为：

（1）热处理工资质是否符合要求。

（2）当焊接接头不能及时进行热处理时，应于焊后立即做加热温度为300℃～350℃、恒温时间为2h的后热处理。

（3）焊后热处理采用多路输出、多点测温，且加热器与热电偶一一对应，焊口上、下温度始终保持一致，使热处理焊口在升、降温速度以≤150℃/h为宜。

（4）加热装置的布置、温度控制及加热范围、保温层厚度、温度测点的安装方法、位置和数量符合工艺要求及现场安全要求，符合DLT 869-2012《火力发电厂焊接技术规程》、DLT 819-2010《火力发电厂焊接热处理技术规程》标准要求。

（5）P91管件加热温度为760℃热处理恒温温度误差±5℃；恒温时间正偏差小于15%且不超过1/4h；负偏差为零；加热范围内任一环向平面内的外表面最大温差小于50℃。升、降温速度以≤150℃/h，降温至300℃时，可不控制，冷却至室温。

1.7 热处理后验收

管件现场焊接后验收由施工单位组织相关验收人员到达现场进行验收。验收的主要内容有：

（1）检查管道和管件的表面质量是否符合要求。

（2）焊缝、接管座角焊缝的无损探伤是否合格。

（3）工艺参数在控制范围以内，并有自动记录曲线。

（4）焊接热处理记录曲线与工艺卡吻合。

（5）焊件（焊缝）表面无裂纹、无异常。

（6）主汽、再热热段管段焊缝的金相组织和硬度检验是否合格。

（7）检查热处理曲线图标注处理设备名称及焊口编号时间。

（8）检查P91钢安装、热处理焊口，热处理后100%硬度检验。检验位置为焊接接头的焊缝和母材，P91钢焊缝金属的硬度控制范围为185HB～270HB，P91钢母材185HB～250HB（15NiCuMoNb5-6-4硬度185HB-255HB）。

2 实施案例

某电厂660MW机组使用东方锅炉股份责任公司设计的DG2025/25.4-Ⅱ6型锅炉，该机组2015年12月2日试运行结束后投入使用，2016年6月进行检修，发现再热热段管道8段硬度超标，不符合DL/T438-2009《火力发电厂金属技术监督规程》对P91管材180HB-250HB要求，经专家论证后决定进行更换。2016年11月份机组停备检修继续进行硬度普查，再热热段管道又发现2段硬度超标，主汽管道1段超标,主给水止回阀、闸阀两侧共4个过渡管硬度超标。上述硬度异常管道规格、材质见表1。

表1 硬度异常管道尺寸及材质

2017年4 月18 日～4月19日部分管段生产完成，委托第三方检验单位对东方锅炉厂生产的11段管道进行出厂检验，如图1所示。出厂检验主要是对硬度以及金相进行验收，验收结果显示管道硬度及金相均合格。

图1 出厂检验

图2 入厂检验

7月28 日～7月29日主给水过渡段、弯头生产完成，委托第三方检验单位对河北对渤海重工，河北沧海2家单位生产的4个热段弯头、1段直管、4段主给水过渡段进行出厂硬度、金相验收，检验结果显示管材硬度及金相均合格。

8月初所有管段供货到厂，委托第三方检验单位依据DL/T438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》、GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》、JBT3375-2002《锅炉用材料入厂验收规则》标准进行入厂检验，如图3所示。出厂检验为进行磁粉检验及超声检验，因此在入厂检验中除了硬度、金相检验外，还进行了磁粉和超声检验。检验结果显示硬度、金相、磁粉Ⅰ级、超声Ⅰ级等检验均合格。

管材检验合格后，于9月16日开始实施换管工作，如图3所示。在施工过程中同时进行了开工前检验、环切前检验、焊接前检验、热处理前检验、热处理后检验，检验过程严格执行DL/T 868-2004《焊接工艺评定规程》、DL/T 869-2012《火力发电厂焊接技术规程》、DL/T 819-2010《火力发电厂焊接热处理技术规程》，逐级验收层层把关于10月12日换管全部结束。

图3 施工过程及验收

管道更换完成后，委托第三方检验单位对换管的39道口宏观、测厚、超声、磁粉、硬度、金相、光谱进行检验，结果显示现异常，超声、磁粉均评为Ⅰ级，检验合格，锅炉水压试验一次性成功，管道更换后质量合格。

3 结语

为了保证主汽热段管道硬度异常更换段质量，本文提出了管道更换质量控制的全过程管理方法，是对管材出厂、入厂、施工前、环切、焊接、热处理等环节进行的质量监督与检验。某电厂采用该方法进行了管道更换工作，更换后管道各项指标合格，性能良好，水压试验一次性成功，满足使用要求，该方法能够有效控制更换段管道质量。