陈 国

（国华浙能发电有限公司，浙江 宁海 315612）

随着电力工业的飞速发展，大容量、高参数的发电机组日益增多，发电厂金属设备因金属专业问题导致事故造成的损失愈来愈大，金属监督对保障机组安全稳定的作用也愈来愈重要，同时，也对金属监督工作提出了愈来愈高的要求。

火电机组受监督范围内的金属部件都在高温、高压和腐蚀性介质作用下长期运行，会发生金属材料组织和性能的变化，甚至可能引起某些金属部件的失效，一旦金属部件失效就会引起事故，直接影响到发电厂的安全经济运行。为了防止金属设备事故的发生，做好防患措施，必须加强金属技术监督工作。

1 金属技术监督难点分析

火力发电厂受监的金属部件一般分成七大类：主蒸汽管道，高温再热蒸汽管道，给水管道和联箱，汽包和锅炉受热面管子，汽轮发电机转子，大型铸件、高温螺栓，焊接质量监督和金属材料等，具有监督范围广、监督项目多、出现事故影响大、部分设备不易监督的特点。主要存在以下难点。

1.1 监督工作量大、涉及面广

火电机组由各种金属部件组成，涉及发电厂的各个专业和各个部位，其结构复杂、焊口多、异质钢接头多、隐蔽焊缝多，钢种复杂，管理工作量大、难点多。以某600 MW亚临界机组为例，经统计有近7万只焊口，其中异种钢焊口有近2万只，钢种近20种，且很多是进口钢材，其监督难度之大可想而知。

发电厂金属部件损坏事故往往都涉及到设备结构的合理性，设备的选材、材料本身的冶金特点，制造与安装质量，运行水平，检修与改造过程中的工作，以及相关专业的工作质量等，这些都有可能影响到金属部件的安全稳定性与使用寿命。因此，要保障受监范围内的金属部件能够安全使用，保证机组安全运行，决不仅仅是金属专业的工作，而需要与锅炉、汽机、化学、材料供应、焊接、金属测试等专业相互配合，共同把工作做好。

1.2 金属部件组织变化复杂

火力发电厂高温金属部件长期在高温和应力下运行，其金属材料会发生一系列与常温下工作的机械部件完全不同的变化。例如，高温高压蒸汽管道和过热器管道经长期运行，会发生管径的增大、钢材强度降低等蠕变变形和相应的组织性质变化。主蒸汽管道或过热器管道随着运行时间的增加，强度会有所降低，严重时甚至会发生爆管事故。又如，高温高压螺栓在运行中，会发生初紧应力随时间的推移而减小，汽密性降低，法兰会产生漏汽。再如，汽轮机叶片在高温运行中，不但要考虑高温强度，而且还必须考虑钢材的疲劳性能。汽轮机叶片在运行一段时间后由于高温和应力的长期作用，叶片会发生蠕变变形，间隙会变得不够，将影响汽轮机的安全运行等。如果对这些现象与变化规律不掌握，就无法保证发电机组金属部件的安全运行。

无论奥氏体钢或珠光体钢，在高温下长期运行中，不但会发生蠕变、断裂、高温氧化和应力松弛等形变过程，而且还会发生一些内在的组织和性质的变化。这一点和室温下使用的钢材完全不同，在室温条件下，钢的组织和性质一般较稳定，不随使用时间而改变。锅炉、汽轮机高温部件所用钢材在高温下长期运行中会发生组织性质变化，主要有：珠光体的球化和碳化物的聚集；碳钢和钼钢石墨化；热脆性；合金元素在固溶体和碳化物相之间的重新分配；金属在高温下的氧化与腐蚀，产生氧化皮堵塞管道导致爆管等。

1.3 异种钢焊接接头的早期失效倾向明显

锅炉具有近万只铁素体热强钢与奥氏体钢组成的异种钢接头，如主蒸汽管道温度套管焊缝，存在着明显低于平均寿命的早期失效现象。对异种钢早期失效的现象经过几十年研究，虽然也探索出使用镍基填充材料，可减少接头在升温降温时的热应力，但迄今还不能说找到可以完全避免这种现象发生的方法。

1.4 金属技术监督工作开展难度大

过去发电厂一般设有金属室，参与人员多，监督网络组成健全，形成完整的三级监督网络；而现在往往只设有1名金属监督人员，负责机组的金属检验、焊接、监督等全过程管理，而相关专业的支持也较弱，工作开展难度较大。

2 建立健全金属技术监督管理体系

要健全金属技术监督网络模式，这是开展金属技术监督管理的有效方法之一。一般发电厂在生产管理部门设金属监督专职人员，在总工程师领导下进行金属技术监督的各项管理工作，建立金属技术监督网络，组织检修、运行、锅炉、汽机、化学、金属测试、物资供应、焊接、物资仓库等部门人员，负责相应的日常监督工作，形成群防群控的局面。

在金属监督网络中，各专业相互协同，共同做好金属监督工作。锅炉专业主要任务是加强受监设备和部件的检查、巡视，防止超温超压；汽机专业做好转动部件监督；化学专业控制好汽水品质，做好防腐防结垢工作；材料供应部门，做好钢材、钢管和备品配件的质量验收、保管和发放工作，严防错收错发；焊接专业要把好焊接质量和热处理关，金属检验人员负责做好金属测试、检验工作。正是依靠网络中的各专业在日常工作中分头把关，在网络活动中互通信息，相互配合，共同分析、研究和解决发现的问题，才能使金属监督工作落实到位，从而保证机组的安全稳定运行。

3 形成具有特色的金属监督管理方法

3.1 工作流程的合理性

从有利于专业管理、可操作性等方面入手，本着方便管理、过程监督的要求，简化工作流程，保证工作流程的合理性；制定制度时，特别注意持续改进，使流程更具合理性；在充分借鉴兄弟单位专业管理规定的基础上，修订和完善了专业管理制度，使专业制度更加符合实际、贴近生产、方便操作，实行扁平管理。另外，要及时完成年度新规程规范的更新整理工作，保证专业标准的及时性、有效性、适用性。

坚持按照技术监督全过程管理要求开展工作，及时召开金属专业工作分析、月度总结会议，传达最新专业动态，总结专业工作经验，并适时开展金属专业培训，普及专业知识，提高网员技术水平。

3.2 工作的前瞻性

金属监督专职人员应多层次多渠道与兄弟单位、省电科院和技术中心联系，了解金属监督工作计划，受监设备的薄弱点及处理办法，找到类同点，以为我所用。目前，该发电厂已收集了20多家发电厂或电科院的机组检修管理资料，发现机组的蒸汽管道、联箱角焊缝、联箱手孔、大管道三通等存在薄弱点，从而有针对性地开展检查。

3.3 加强检修中的金属监督工作

机组检修前，根据定期检修项目、金属监督规程的技术要求等，结合机组实际情况，一般把金属监督项目分为金属监督标准项目（以金属监督规程为主）、非标准项目、缺陷和隐患治理项目（以同类机组薄弱环节、以往发生的缺陷类推性检查为主）、预防性检查项目、检修改造项目和其他如基建遗留缺陷项目等，努力做到不漏项丢项，应检必检，保障机组健康水平。近年来，对机组发生的金属监督范围内的设备缺陷，均做了预防性的检查，对缺陷进行了及时处理，有效避免设备由“缺欠”扩大为“事故”。

3.4 提高监督范围内的设备健康水平

根据隐患分级管理的原则，把浙江省内同类机组出现的设备事故，以及该机组以往出现的事故一起列为“专业控制隐患”，作为重点监督项目，放到月度总结中，时时提醒，并合理安排到机组检修中。

在隐患治理中，特别注意及时跟踪检查，以检验治理效果。在所列的十几项隐患中，都根据检修计划分步实施了第二次复查，以保证隐患治理的有效性和彻底性。

3.5 保证现场难题解决的有效性

专业人员应注重理论研究工作，开展锅炉奥氏体、珠光体、铁素体等异种钢焊接接头的寿命研究。生产实践中，要注意理论与实际相结合，积累丰富的处理现场疑难问题的经验。如处理机组再热器放空管处管道裂纹、给水管道条形层间未焊透、低压隔板静叶损伤焊补等缺陷；进行主、再热蒸汽管道蒸汽取样管、放空管座改造，机组高温高压疏水集块更换，温度套管角焊缝改造效果跟踪检查等隐患治理工作。针对钢种性能、焊接性、刚度、厚度、处理的难易程度、检修时间和设备状态等要求，采用不同的冷焊、热焊、半热焊、同质异质焊接等工艺方法，有效解决现场焊接难题。

4 结语

通过对某600 MW亚临机组金属技术监督的难点分析，探索了发电厂金属技术监督工作的要点，形成以制度为指导，以隐患和金属部件薄弱环节治理为重点，以预防性检查为手段，以有效消除缺陷、保障受监部件安全为目的的金属监督专业管理方法。该机组自2006年投产以来，极少发生金属监督范围内设备事故。在各次机组检修中，专业人员通过上述金属监督管理方法，大大降低了设备事故概率，有效地提高了设备健康水平，保证了机组的安全可靠运行。