锅炉检测中的产品监检

锅炉检测中的产品监检

随着经济的发展、科学技术的进步和管理模式的完善，中国的路桥行业发生了很大变化，尤其是蒸汽锅炉和有机热载机械。随着锅炉参数的不断提高,安全保障工作显得越来越重要,而锅炉的制造品质,是安全保障的首要环节,产品监检的作用越显突出。1计算压力及热应力的选取有机热载体炉的元件,不论受压与否,均应该与蒸汽锅炉一样,按照国家锅炉计算标准进行计算(目前我国现行锅炉强度计算标准包括《水管锅炉受压元件强度计算》和《锅壳式锅受压元件强度计算》),但其设计计算压力选取,确与蒸汽锅炉选取有所区别,蒸汽锅炉设计计算压力选取一般是额定工作压力,而有机热载体炉设计计算压力则为工作压力加0.3MPa,且不低于0.59MPa,计算公式及其他参量的选取、系数的确定,都应按相应标准执行。另外,有机热载体炉设计时,同蒸汽锅炉设计一样,还要考虑到具有一定的弹性,要保证有机热载体炉各部分,在运行中能够自由膨胀。有机热载体炉运行中受热就会膨胀,如果受热元件不能自由膨胀,则温度每升高1℃,就会产生较大的热应力,从而引起受热元件的损坏,甚至能造成锅炉事故的发生。因此,在进行有机热载体炉设计时,应分别对有机热载体炉部件本身结构及整体结构上,考虑自由膨胀因素。2有机热载体炉、蒸汽锅炉有机热载体炉的工作条件较差,受热面元件不仅受火焰、烟灰作用,还承受一定的压力和有机热载体介质作用,因此应选用锅炉专用优质钢材,不得采用铸铁或有色金属。铸铁是脆性材料,而脆性材料不能用于承压元件;另外与钢材比较,铸铁的金相组织比较疏松,有机热载体在高温的工作条件下易渗漏。而有色金属材料与有机热载体接触时,有色金属分子会自动向有机热载体介质中扩散,会起催化剂作用,在高温条件下加剧有机热载体起化学反应,从而导致有机热载体加速老化、变质,缩短有机热载体的使用寿命,且能造成受热面过热;另外,有机热载体介质对有色金属也有腐蚀作用,影响炉的安全运行。因此,不仅在我国,在国外的有关规范标准也均明确规定,有机热载体炉不准采用铸铁和有色金属进行制造。与蒸汽锅炉材料选用要求比较,蒸汽锅炉材料选用可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》表3-1至表3-6,其中是可以选用铸铁件,具体规定:(1)不得用灰铸铁制造排污阀和排污管;(2)额定蒸汽压力小于或等于1.6MPa的锅炉及蒸汽温度小于或等于300℃的过热器,其放水阀和排污阀的阀壳可用KTH300-06、KTH300-08、KTH300-10、KTH350-12可锻铸铁或QT400-18、QT450-10球墨铸铁;(3)额定蒸汽压力小于或等于1.6MPa的锅炉的方形铸铁省煤器和弯头,允许采用牌号不低于HT150的灰铸铁,额定蒸汽压力小于或等于2.5MPa的锅炉的方形铸铁省煤器官和弯头,允许采用牌号不低于HT200的灰铸铁。在制造厂内,应对省煤器上使用的铸铁部分进行水压试验,其实验压力应等于锅炉工作压力的2.5倍;(4)用于承压部位的铸铁件不准补焊。目前,有机热载体炉、蒸汽锅炉受压受热元件,采用的材料常见的主要有GB713-2008中的Q245R和Q345R,钢管常用20#锅炉专用优质无缝钢管。另外非受火焰接触的受压元件材料,常用Q235B普通优质钢。3蒸汽锅炉非焊接连接的问题(1)有机热载体炉管子与锅筒、集箱、管道应采用焊接连接。有机热载体具有易渗透、易燃的特性,因此对有机热载体炉整个产品的密封性,有较高的要求,由于胀接或螺纹连接在结构上存在缝隙是无法避免的,密封性不如焊接好,因此管子与锅筒、集箱、管道应采用焊接连接,不得采用胀接或螺纹连接。而对于这些情况,蒸汽锅炉是允许采用非焊接连接的,比如对于水管锅炉,当受热面管与锅筒采用胀接连接时,锅筒筒体的取用壁厚不得小于12mm。(2)焊接方法的选择要求。同样是由于有机热载体的易渗漏、易燃的特性,防止产生有机热载体炉的渗漏、燃烧而引起的火灾事故,因此要保证有机热载体炉的焊接品质。锅筒筒体的纵缝、环缝及封头的拼接必须采用埋弧自动焊,当受工装限制时锅筒最后一道环缝的内侧,允许采用手工电弧焊;而对于蒸汽锅炉,要求锅炉主要受压元件的主焊缝[锅筒(锅壳)、炉胆、回燃室以及集箱的纵向和环向焊缝,封头、管板、炉胆顶和下脚圈的拼接焊缝等]应采用全焊透的对接焊接,并无像有机热载体炉一样要求具体的焊接方法。另外,有机热载体炉的受热面管的对接焊缝,应采用气体保护焊接。(3)焊接工艺评定与执行。有机热载体炉同蒸汽锅炉一样,焊接工艺评定都应按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定执行,编制出科学、合理的焊接工艺,制造焊接过程严格执行所规定的焊接工艺,保证产品的品质。4试板制备及力学性能检验对于气相有机热载体炉,与蒸汽锅炉要求一样,需制备焊接检查试板与焊接接头的力学性能试验,批量生产的锅筒,每10台做1块(不足10台也做1块)纵缝焊接检查试板。试板制备及力学性能检验,可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的要求。对于液相炉的锅筒及管子、管道对接接头,可免做焊接检查试板,主要是考虑到液相炉本身承受的压力就比较低,而且《有机热载体炉安全技术监察规程》对于有机热载体炉的焊接方法,做出了明确的规定,以及对焊接工艺评定也提出较高的要求:按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定执行,因此焊接品质是可以得到保证的,所以可免做焊接检查试板。5焊缝表面夹渣、弧坑和气孔与蒸汽锅炉外观检测要求一样,有机热载体炉受压元件的全部焊缝(包括非受压元件与受压元件的连接焊缝)应进行外观检查,表面品质要求可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》,具体要求为:(1)焊缝外形尺寸,应符合设计图样和工艺文件的规定,焊缝高度不低于母材表面,焊缝与母材应平滑过渡;(2)焊缝及其热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑和气孔;(3)锅筒(锅壳)、炉胆和集箱的纵、环焊缝及封头(管板)的拼接焊缝无咬边,其余焊缝咬边深度不超过0.5mm,管子焊缝两侧咬边总长度不超过管子周长的20%,且不超过40mm。对于焊接的受热面管子,还应按JB/T1611《锅炉管子技术条件》进行通球试验。另外,焊缝表面夹渣清理工作,往往是很容易被人们忽视的。如果夹渣未能清理干净,有可能妨碍其他缺陷的检出及定性。笔者曾监检过一台立式气相有机热载体炉,做水压试验时,刚开始管子与锅壳的角焊缝处的夹渣未能清理干净,最初并没有发现异常情况。后要求对那些残留的夹渣彻底清除后,就发现有一处冒处一丝极细的水束。这就是由于残留的夹渣未能清理干净,而妨碍其他缺陷的检出。《有机热载体炉安全技术监察规程》上,对锅炉主焊缝的焊接和无损探伤,有着明确的要求规定,这些焊接接头的品质有很好的保证;而其他的焊接接头,如上述所举例的焊接接头,确不能像主焊缝一样能保证品质。因此,对这些焊接接头外观检查时,就需要特别在意清理夹渣等等,以保证后续的检验及水压试验能及时发现缺陷。6测量设备上的缺陷相对于蒸汽锅炉而言,对有机热载体炉的无损检测要求则较高,就以两种锅炉的锅筒(锅壳)纵环缝及封头拼接焊缝探伤检查数量、有机热载体炉与蒸汽锅炉的集箱、管子探伤检查数量为例进行比较,分别间表1和表2.对于有机热载体炉,考虑100%超声波加25%射线探伤,完全可以查出焊缝中存在的缺陷,达到安全要求,又可以降低生产成本。制造单位制造有机热载体炉可根据实际情况,对这两种方法任选其一。另外,《有机热载体炉安全技术监察规程》未规定的,气相炉可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》,液相炉可参照《热水锅炉安全技术监察规程》。7水压试验耐压试验是对锅炉品质进行综合性考核,可以防止带有严重品质问题或缺陷的容器投入使用。整装出厂的有机热载体炉同蒸汽锅炉一样,在产品制造完后,都需进行水压试验,试验压力值,是以额定工作压力来确定的,试验压力以1.5倍工作压力选取,水压试验后应将水分排尽。有所区别的是,对于对于整装出厂的气相有机热载体炉,还应按额定工作