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淺談火電廠高溫螺栓金屬監(jiān)督

  
評(píng)論: 更新日期:2008年05月09日
  近幾年,隨著火電機(jī)組數(shù)量的增加和原有機(jī)組的老化,高溫螺栓斷裂時(shí)有發(fā)生。1998-1999年,某廠在檢修中3次發(fā)現(xiàn)螺栓斷裂,幸未造成事故。高溫螺栓斷裂暴露出金屬監(jiān)督中存在的一些問題。
  1 高溫螺栓金屬監(jiān)督中存在的問題
  1.1新螺栓入庫前不檢驗(yàn)
  新螺栓不經(jīng)檢驗(yàn)便入庫,只是在檢修更換螺栓時(shí)方進(jìn)行檢驗(yàn),一旦螺栓合格率偏低而使備件不夠時(shí)就會(huì)影響機(jī)組檢修工期或造成其它經(jīng)濟(jì)損失。
  1.2新螺栓一次檢驗(yàn)合格率偏低主要原因是:
  (1)有些螺栓生產(chǎn)廠家檢驗(yàn)硬度時(shí),采用洛氏硬度計(jì)檢驗(yàn),再將洛氏硬度轉(zhuǎn)換成布氏硬度,而電廠使用布氏硬度計(jì)檢驗(yàn)。由于檢驗(yàn)方法不同,最終是制造廠家檢驗(yàn)合格的螺栓可能在電廠檢驗(yàn)不合格。
  (2)高溫螺栓制造廠對(duì)螺栓檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)比例不夠:有的制造廠不檢驗(yàn)螺栓金相,有的廠家對(duì)螺栓硬度不逐根檢驗(yàn),對(duì)20Cr1Mo1VNbTiB鋼螺栓,有的廠家不進(jìn)行晶粒級(jí)別評(píng)定。
  (3)高溫螺栓制造廠與電廠對(duì)螺栓檢驗(yàn)所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同,這是造成高溫螺栓一次合格率偏低的根本原因。例如,對(duì)汽輪機(jī)所用的高溫螺栓,電廠按DL439-91《火力發(fā)電廠高溫緊固技術(shù)導(dǎo)則》對(duì)其進(jìn)行逐根檢驗(yàn),制造廠按ZBK54023-88《汽輪機(jī)主要零件理化檢驗(yàn)》或廠標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。這就造成了制造廠檢驗(yàn)合格的螺栓在電廠復(fù)檢時(shí)可能不合格。如DL439-91比ZBK54023-88對(duì)硬度要求更嚴(yán)格。
  1.3電廠不能嚴(yán)格執(zhí)行DL439-91標(biāo)準(zhǔn)
  電廠對(duì)高溫螺栓應(yīng)按DL439-91檢驗(yàn),但有些電廠不能嚴(yán)格執(zhí)行。例如,DL439-91第3.2條要求“驗(yàn)收時(shí),應(yīng)先檢查包裝質(zhì)量,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)記、數(shù)量和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)單(包括化學(xué)成分、低倍和高倍全相組織、機(jī)械性能)。”有些螺栓制造廠無產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)單或產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)單不符合要求。而產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)單一般由供應(yīng)部門保管,電廠金屬監(jiān)督人員無法驗(yàn)收產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)單是否合格。DL439-91第7.4條要求“積累運(yùn)行時(shí)間達(dá)5萬h,應(yīng)根據(jù)螺栓的原始組織和硬度類型抽查1/3螺栓的金相組織和硬度”。在實(shí)際工作中,電廠檢驗(yàn)人員對(duì)螺栓金相抽查比例一般為10%,達(dá)不到上述要求。DL439-91第7.7條要求“在任何情況下,斷裂的螺栓都應(yīng)進(jìn)行解剖試驗(yàn)和失效分析”,實(shí)際工作中,由于電廠檢驗(yàn)設(shè)備和人員素質(zhì)限制,只能進(jìn)行部分試驗(yàn)。
  1.4對(duì)螺栓金相檢驗(yàn),DL439-91的可操作性不強(qiáng)
  對(duì)某些鋼種,DL439-91未給出因金相組織而報(bào)廢的標(biāo)準(zhǔn)。例如,對(duì)25Cr2MoV和25Cr2Mo1V鋼螺栓,DL439-91第8.4.2條要求螺栓“金相組織有明顯的黑色網(wǎng)狀?yuàn)W氏體晶界”應(yīng)進(jìn)行更換。對(duì)20Cr1Mo1VNbTiB鋼螺栓,DL439-91只對(duì)其晶粒進(jìn)行了分級(jí),并給出了合格級(jí)別,但對(duì)其組織變化到何種程度(例如,組織中析出的碳化物達(dá)到何種程度等)螺栓就應(yīng)報(bào)廢,未有明確規(guī)定。只是說“其它鋼號(hào)的螺栓,運(yùn)行后更換的要求也按上述規(guī)定”(“上述規(guī)定”指25Cr2MoV和25Cr2Mo1V鋼螺栓更換規(guī)定)。這就造成電廠檢驗(yàn)人員對(duì)該種鋼金相組織缺乏統(tǒng)一判別標(biāo)準(zhǔn)。
  1.5受現(xiàn)場條件限制DL439-91無法全面執(zhí)行
  DL439-91第7.4要求及第7.3條規(guī)定“大修時(shí),對(duì)大于M32的高溫螺栓應(yīng)進(jìn)行無損探傷”,對(duì)于大多數(shù)高溫螺栓可以按上述規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn),但對(duì)高壓下缸導(dǎo)汽管螺栓和高壓下缸插管螺栓無法按該規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。這主要是在檢修時(shí),高壓下缸一般不從基礎(chǔ)上吊出,因而高壓下缸導(dǎo)汽管螺栓和高壓下缸插管螺栓不拆卸,故無法進(jìn)行檢驗(yàn)。
  1.6沖擊試樣取樣位置不同造成試驗(yàn)結(jié)果不一致
  由于螺栓材質(zhì)淬透性的限制,螺栓橫截面上的沖擊韌性是隨著半徑R變化的。螺栓制造廠規(guī)定沖擊試樣從螺栓R/3處取樣,但DL439-91中沒有規(guī)定取樣部位,因此取樣位置不同必將造成αk值的差異,從而影響到整批螺栓的檢驗(yàn)結(jié)果。
  1.7電廠一般只對(duì)高溫螺栓進(jìn)行光譜分析
  光譜分析最多只能對(duì)部分元素做到半定量,這就不能保證螺栓的化學(xué)成份符合要求。例如,興泰公司6號(hào)機(jī)大修中,在拆卸中壓缸螺栓時(shí),斷裂一根規(guī)格為M76×4×370、材質(zhì)為20Cr1Mo1VNbTiB的螺栓。對(duì)該螺栓進(jìn)行化學(xué)成份分析結(jié)果表明,該螺栓的釩含量與鈮含量均低于標(biāo)準(zhǔn)要求,硅含量高于標(biāo)準(zhǔn)要求。釩含量低于要求,弱化了釩對(duì)鋼的強(qiáng)化作用;鈮含量低于要求,有可能使鋼的蠕變極限和持久強(qiáng)度達(dá)不到預(yù)期要求;硅含量過高,降低了鋼的韌性和塑性。這也是這次螺栓斷裂的原因之一。由此可見,對(duì)高溫螺栓進(jìn)行化學(xué)分析,很有必要。
  1.8臺(tái)帳管理較亂
  高溫螺栓金屬監(jiān)督涉及多個(gè)部門、多個(gè)專業(yè),僅金屬試驗(yàn)室就涉及光譜、性能、金相、探傷等專業(yè)。部門之間、專業(yè)之間有時(shí)相互扯皮,從而影響到工作。尤其是高溫螺栓臺(tái)帳,有的電廠雖然有,但管理較混亂,檢驗(yàn)后的螺栓不能及時(shí)上臺(tái)帳。

  2 改進(jìn)高溫螺栓監(jiān)督工作的建議
  2.1對(duì)高溫螺栓進(jìn)行全過程監(jiān)督監(jiān)督過程見圖1。圖1高溫螺栓金屬監(jiān)督過程圖
  2.2對(duì)高溫螺栓實(shí)行定點(diǎn)采購
  對(duì)供應(yīng)電廠高溫螺栓的生產(chǎn)廠家,金屬監(jiān)督人員應(yīng)了解其生產(chǎn)過程和質(zhì)量保證體系,并與其專業(yè)人員進(jìn)行溝通,確保螺栓的生產(chǎn)和檢驗(yàn)按DL439-91要求進(jìn)行,從而提高新螺栓的入廠合格率。興泰公司金屬監(jiān)督人員曾對(duì)供應(yīng)該廠高溫螺栓的2個(gè)廠進(jìn)行了考察,并與對(duì)方專業(yè)人員進(jìn)行了溝通,對(duì)檢驗(yàn)和使用中的問題向廠家進(jìn)行了通報(bào),明確了雙方均按DL439-91對(duì)螺栓進(jìn)行檢驗(yàn)。
  2.3對(duì)拆裝頻繁的螺栓,應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期
  例如,對(duì)200MW機(jī)組再熱熱段堵板螺栓,由于每次二次汽打水壓時(shí)都要拆裝,按DL439-91第8.2.1條規(guī)定,緊固1次引起的當(dāng)量運(yùn)行時(shí)間為15000h。因此,對(duì)該類螺栓,其檢驗(yàn)周期應(yīng)嚴(yán)于DL439-91要求。
  2.4及時(shí)向上級(jí)反映金屬監(jiān)督中發(fā)現(xiàn)的重大問題
  對(duì)DL439-91中表述不明確的內(nèi)容和高溫螺栓金屬監(jiān)督中發(fā)現(xiàn)的重大問題,要及時(shí)向上級(jí)金屬監(jiān)督部門反映。在高溫螺栓金屬監(jiān)督中,對(duì)拿不準(zhǔn)的問題,要從嚴(yán)掌握,確保萬無一失。例如,對(duì)沖擊試樣,應(yīng)保證缺口位置在與螺母嚙合的第一個(gè)螺紋牙底處,且從螺栓1/3半徑處取樣。對(duì)于1.5中提及的應(yīng)檢而無法檢驗(yàn)的螺栓,要積極與設(shè)備單位協(xié)調(diào),并爭取領(lǐng)導(dǎo)的支持,按時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)新螺栓,有條件的電廠應(yīng)使用直讀光譜儀進(jìn)行檢驗(yàn),或抽樣進(jìn)行化學(xué)分析。
  2.5高溫螺栓金屬監(jiān)督應(yīng)設(shè)專人管理
  一種高溫螺栓的光譜、性能、金相、探傷等檢驗(yàn)項(xiàng)目最好由一人負(fù)責(zé)檢驗(yàn)。對(duì)檢驗(yàn)過的高溫螺栓要及時(shí)、準(zhǔn)確登錄臺(tái)帳。有條件的單位,可對(duì)高溫螺栓進(jìn)行微機(jī)管理。
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