辛甜,張希衛(wèi)
(濱州市特種設備檢驗研究院,山東 濱州 256600)
鍋爐是重要的能源動力轉(zhuǎn)換設備,在運行過程中會產(chǎn)生巨大的熱量,一旦發(fā)生事故,后果不堪設想。為保障鍋爐安全使用,要高度重視檢驗工作,當前鍋爐檢驗工作中發(fā)現(xiàn)存在諸多的安全問題,如腐蝕、變形、裂紋、結垢等,如處理解決不及時,會極大地增加安全事故發(fā)生幾率,因此,積極采取有效措施解決處理鍋爐檢驗中所存在的問題具有重要的現(xiàn)實意義。
工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展中,鍋爐是重要的能源動力轉(zhuǎn)換設備,并且隨著化工、電力、冶金、機械等領域的快速發(fā)展,對于鍋爐的使用數(shù)量和使用頻率顯著增高。鍋爐運行過程中,往往環(huán)境惡劣,威脅鍋爐安全運行。在惡劣、高壓、高溫環(huán)境下,鍋爐元件極易出現(xiàn)變形、腐蝕、裂紋等現(xiàn)象,進而導致安全問題的發(fā)生,因此有必要做好檢驗工作,排除安全隱患問題,規(guī)避故障及事故的發(fā)生。同時,鍋爐運行期間,受到外部火焰、煙氣等因素的影響,鍋爐易于出現(xiàn)堵灰、結構及泄漏等現(xiàn)象,如處理不及時,極易導致鍋爐爆炸。此外,鍋爐安裝時,如安裝不合理,也會對后期的正常使用造成影響,增加安全隱患和事故問題發(fā)生概率。由此我們不難看出,做好對鍋爐的檢驗工作至關重要,通過制定完善的鍋爐檢驗制度,成立專門的鍋爐檢驗隊伍,明確鍋爐檢驗內(nèi)容、流程、重點,及時發(fā)現(xiàn)并處理所存在的安全問題和故障問題,及早恢復正常的運行狀態(tài),確保鍋爐的安全可靠使用,延長其使用壽命,保障企業(yè)安全生產(chǎn),促進經(jīng)濟穩(wěn)步增長。
(1)觀察檢驗法。鍋爐檢驗時,觀察檢驗法是常用方法之一,對于檢驗人員專業(yè)水平、經(jīng)驗等均有著較高的要求。在檢驗時,檢驗人員通過目測的方式觀察鍋爐運行狀況、外觀變化、鍋爐氣孔、焊縫、咬邊等,判斷鍋爐是否存在問題。需要注意的是,目測觀察檢驗法的應用局限性較高,僅可實現(xiàn)對外部問題的檢驗,內(nèi)部得不到及時處理,因此,鍋爐檢驗質(zhì)量也就得不到有效的保障,因此要慎重應用。
(2)錘擊檢驗法。錘擊檢驗法在鍋爐檢驗中也有著非常廣泛的應用,通過利用小鐵錘敲擊鍋爐各個部位,結合敲擊后所發(fā)出的振動及聲音的差異即可判定鍋爐是否有問題。在利用錘擊檢驗法時,要確保小錘手柄無松動及裂縫,敲擊鍋爐后,如發(fā)出清脆的聲音,則代表鍋爐無故障問題,如發(fā)出唦唦的聲音,則代表鍋爐出現(xiàn)裂紋等問題。
(3)燈光檢驗法。燈光檢驗法在鍋爐檢驗中也發(fā)揮著重要的作用,尤其是在檢查鍋筒和管子等部位時,可沿著金屬面照射燈光,在燈光的照射下,如金屬表面顯示出黑板,則代表鍋爐存在變形及腐蝕等問題,如金屬表面顯示出一條黑線,則代表鍋爐存在較粗的裂縫,如鼓包部位發(fā)亮,凹陷部位發(fā)暗,則代表鍋爐存在鼓包問題。
(4)白粉煤油檢驗法。借助錘擊檢驗法檢驗出的裂紋,再利用白粉煤油檢驗法即可實現(xiàn)對裂紋走向及長短的準確判斷。在操作時,首先需要擦凈裂紋表面,接著涂抹適量的白粉,然后利用小錘輕輕敲擊,當白粉和裂紋當中的煤油相遇后,即可其清晰地看到鍋爐裂紋走向和長度。
(5)超聲波-磁粉檢驗法。超聲波-磁粉檢驗法在鍋爐檢驗中有著較為廣泛的應用,通過將超聲波發(fā)生儀器設置在鍋爐表面,并在鍋爐需要檢測的區(qū)域撒入磁粉,接著,利用超聲波發(fā)生儀向鍋爐內(nèi)部發(fā)出適宜頻率的超聲波,當超聲波接觸破損位置后會反射,再受到磁粉的聲波反射強化,最后,超聲波傳輸?shù)接嬎銠C并形成圖像,在圖像中即可明確鍋爐破損具體位置。超聲波-磁粉檢驗法的優(yōu)勢在于精確度高,其劣勢在于成本高,所以在大型鍋爐年檢中的應用較為常見。
(6)其他檢驗法。除上述檢驗方法外,當前技術人員通過不斷的實踐,總結分析出了諸多的檢驗方法,如壓力表檢驗法、水壓檢驗法等。以水壓檢驗法為例,由于鍋爐運行過程中需要大量的水,此時,可借助水蒸氣壓力檢驗鍋爐是否存在異常問題,通過分析壓力表數(shù)據(jù)、水溫、流速等參數(shù),即可判斷鍋爐是否正常。水壓檢驗法的應用操作較為簡單,性價比高,但無法實現(xiàn)對鍋爐內(nèi)部質(zhì)量的有效檢驗,所以,在實際的應用過程中,應配合上述幾種檢測方法使用,確保獲得更加準確的檢驗結果,實現(xiàn)對鍋爐運行工況的有效判斷。
鍋爐檢驗中,裂紋是常見問題,受到高溫、高壓等環(huán)境因素的影響,鍋爐管壁、受壓元件極易出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象,如處理不及時,會導致裂紋逐漸延伸擴散,導致鍋爐筒、安全閥管裝置焊接接縫等多個部位出現(xiàn)裂紋。裂紋的出現(xiàn),嚴重影響著鍋爐的安全運行,嚴重的會引發(fā)爆炸事故,造成巨大人員傷亡和財產(chǎn)損失。
針對鍋爐裂紋問題的處理,檢驗人員在發(fā)現(xiàn)鍋爐有裂紋后首先要分析其原因,并對裂紋性質(zhì)予以判斷,結合鍋爐裂紋具體表現(xiàn)實施針對性的處理。針對出現(xiàn)裂紋的位置,檢驗人員可應用補焊工藝技術修復處理裂紋,補焊操作時應保證操作準確,提高裂紋焊接質(zhì)量,避免出現(xiàn)焊縫缺陷,同時,也要避免出現(xiàn)新焊裂縫。針對較長的鍋爐裂紋,或者材料出現(xiàn)變質(zhì)的情況下,可通過堆焊、挖補以及更換的方式處理解決,促使鍋爐及早恢復正常的運行狀態(tài)。裂紋修復完成后要進行全面檢查,保證達到最佳的裂紋修復處理效果。
腐蝕亦是鍋爐裝置運行期間的常見問題,因此,在檢驗過程中應高度重視,腐蝕多發(fā)于筒體空氣間,受到應力集中分布因素的影響,導致出現(xiàn)腐蝕狀況。鍋爐腐蝕主要包括兩種:(1)局部性腐蝕,會導致鍋爐原價壁厚下降,短期來看并不會影響鍋爐正常使用,但是長期來看卻隱患無窮。(2)集中性腐蝕,這主要是由于受到應力分布、晶間因素等問題所導致的,會對鍋爐的安全穩(wěn)定運行造成直接影響。
在鍋爐檢驗時,檢驗人員如發(fā)現(xiàn)存在腐蝕問題,要對鍋爐被腐蝕的主要原因展開細致的分析,結合誘因的不同制定有效的處理方案。例如,由于氧化原因?qū)е洛仩t裝置被腐蝕,其腐蝕物以Fe3O4和Fe2O3等為主,因此可采用化學處理法和打磨法予以處理,保證處理效果。針對較大的腐蝕面積,需配合應用補焊工藝技術,提高修復處理質(zhì)量。與此同時,完成處理后在鍋爐后期運行過程中,要強化水質(zhì)管理工作,保證循環(huán)水水質(zhì)達標,進而有效降低水中金屬物質(zhì)含量、含氧量,有效降低后期鍋爐被腐蝕的概率,保證鍋爐的正常使用。
鍋爐運行過程中,需要應用大量的水,雖然是內(nèi)部用水在使用前經(jīng)過了過濾、凈化等處理,但是,卻依然缺乏徹底避免鍋爐結垢的現(xiàn)象。一般情況下,鍋爐結垢常見于鍋爐水位線附近、聯(lián)通管道、鍋爐爐筒底部等位置,如處理不及時,會阻礙鍋爐裝置供水和排水,甚至會影響鍋爐受熱的均勻性,進而影響鍋爐裝置的正常使用。
檢驗人員發(fā)現(xiàn)鍋爐裝置有結垢現(xiàn)象后,要及時進行處理,如利用樹脂處理法+藥物處理法,可起到良好的處理效果。同時,后期要加強水質(zhì)管理工作,進一步凈化過濾內(nèi)部用水,減輕鍋爐結垢現(xiàn)象。總的來說,鍋爐裝置結垢問題的處理,應從預防和處理兩個方面入手,充分發(fā)揮出工藝改良、結構改進、物化反應等價值作用,實現(xiàn)對鍋爐結垢問題的有效處理,避免后期鍋爐過度老化,進而有效延長鍋爐裝置的使用壽命,為企業(yè)生產(chǎn)打下良好的基礎。
鍋爐變形指的是鍋爐裝置運行過程中承壓部位受到外部因素影響,導致局部出現(xiàn)扭曲、隆起及缺損等現(xiàn)象,這是鍋爐檢驗常見安全問題之一,鍋爐出現(xiàn)變形后,會對安全運行造成直接性影響,增加安全事故發(fā)生概率。鍋爐變形主要分為兩種,其一是筒體變形,主要是由于受到高溫高壓不良環(huán)境條件所導致的,其二是內(nèi)筒變形,主要是由于燃燒不充分,導致出現(xiàn)大量結垢,長時間運行后隨著污垢的不斷積累,會導致受熱面受熱不均勻,最終出現(xiàn)變形等現(xiàn)象。
在鍋爐檢驗時如發(fā)現(xiàn)存在變形現(xiàn)象,檢驗人員要及時處理。要從鍋爐生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手,對防焦箱長度予以合理化的控制,降低變形概率。鍋爐運行過程中,要控制好爐膛內(nèi)火位置,保證位置準確,確保受熱均勻,禁止頻繁對鍋爐進行啟停操作。要定期清理鍋爐內(nèi)部結垢,避免出現(xiàn)受熱不均的問題,恢復正常使用狀態(tài),延長鍋爐使用壽命。針對出現(xiàn)嚴重變形的部件,要及時通過修補、更換等方法予以處理,防止誘發(fā)安全事故。
水位表安裝作業(yè)時,沒有進行模擬運行,導致所安裝的水位表位置不合理,進而影響正常使用。在購置水位表時,忽視對鍋爐規(guī)模、運行環(huán)境等方面因素的考慮分析,導致所采購的水位表型號、規(guī)格不合理,導致無法正常安裝,無論水位表偏大還是偏小,均會對其使用造成影響,部分單位在安裝較大的水位表時,往往會通過彎曲的方式滿足安裝要求,部分零部件彎曲后往往會導致水位表和鍋爐水箱連接細管出現(xiàn)變形的現(xiàn)象,阻礙內(nèi)部水正常流動,此時,水位表也就無法準確顯示鍋爐內(nèi)部水位狀況。此外,鍋爐運行期間,檢驗人員不重視對水位表的檢驗,沒有意識到檢驗工作的重要性,導致水位表被堵管沒有及時發(fā)現(xiàn),影響水位表的正常使用。鍋爐水位表中,旋轉(zhuǎn)塞是重要零部件,因此,需要重點做好檢查工作,如旋轉(zhuǎn)塞無法正常轉(zhuǎn)動,則會導致水位表出現(xiàn)故障,降低水位表示數(shù)準確性,鍋爐水位過高沒有及時發(fā)現(xiàn),導致開水濺出,嚴重威脅人員生命安全。
在鍋爐檢驗時,如發(fā)現(xiàn)水位表存在問題,檢驗人員應結合實際情況予以處理解決。首先,在采購水位表時,要充分考慮鍋爐規(guī)模、運行環(huán)境等方面的因素進行合理的采購,保證所采購的水位表符合實際需求。其次,檢驗人員要制定科學的檢修計劃,定時定期地做好對水位表的檢修、清洗等工作,避免水位表被堵塞,在必要的情況下,需要更換水位表,滿足正常的使用需求。再次,檢驗人員應提升自身的安全責任意識,及時修復或者更換出現(xiàn)問題的旋轉(zhuǎn)塞。最后,要完善水位表檢修制度和標準,嚴格監(jiān)管水位表檢修狀況,及時發(fā)現(xiàn)并排除水位表安全問題,避免對鍋爐安全正常使用造成影響。
安全閥是鍋爐裝置的重要部件,同時,又是易于出現(xiàn)安全問題的部件。部分企業(yè)在安裝安全閥時,不重視對安全閥的校驗,進而也就無法及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患問題。一般情況下,安全閥安裝作業(yè)時,需要安裝安全排放管,但后期鍋爐檢修作業(yè)時,個別檢驗人員為貪圖便利拆卸安全排放管后就不在進行安裝,影響安全閥的正常使用。此外,檢修人員在安裝、更換安全排放管時,存在違規(guī)操作現(xiàn)象,沒有將其水平安裝,導致排放出水壓力出現(xiàn)變化,影響正常使用。
鍋爐檢驗期間如發(fā)現(xiàn)存在上述安全隱患問題,檢驗人員要予以針對性處理,制定科學完善的檢修檢驗計劃,定期落實檢驗工作,及時發(fā)現(xiàn)并排除問題安全隱患,保證安全閥門功能的正常發(fā)揮。安裝安全閥門前,要認真做好質(zhì)量檢驗工作,保證質(zhì)量合格的情況下方可進行安裝。安裝安全閥門時,應嚴格按照相應的流程進行操作,避免安裝錯誤,使用時應盡可能地避免出現(xiàn)碰撞,避免對其使用產(chǎn)生影響。檢修安全閥時,需要進行拆卸,拆卸時,應避免造成人為損壞,避免造成不必要的經(jīng)濟損失。完成檢修作業(yè)時,要進行試運行。確認無異常的情況下方可恢復正常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
鍋爐運轉(zhuǎn)時,壓力表是重要的檢測儀表,是檢測鍋爐各部位壓力指數(shù)的關鍵設備,如壓力表出現(xiàn)失靈,則會極大地增加安全事故發(fā)生概率。現(xiàn)階段,鍋爐檢驗中壓力表常見的安全問題,主要體現(xiàn)在下述幾個方面:首先,壓力表示值和鍋爐內(nèi)部壓力會出現(xiàn)差異,無法實現(xiàn)對鍋爐內(nèi)部壓力狀況的真實反映,導致鍋爐工作處于不正常壓力狀態(tài)下,這主要是由于壓力部件損壞、堵塞等現(xiàn)象導致液體柱無法正常運轉(zhuǎn)所造成的。其次,鍋爐運轉(zhuǎn)過程中內(nèi)部壓力超出安全承受范圍,壓力表無法及時檢測到,長時間高壓環(huán)境導致各個部件甚至整套設備出現(xiàn)損壞,引發(fā)嚴重的安全事故。此外,壓力表系統(tǒng)保護不當,缺乏自動化控制技術,壓力過高時,無法及時發(fā)現(xiàn)并自動控制引發(fā)事故。最后,壓力表選值無法滿足鍋爐運行要求,則影響正常使用。
鍋爐檢驗時,如發(fā)現(xiàn)壓力表存在上述問題,應及時做好處理工作。鍋爐運行時,檢驗人員應密切留意壓力表運行狀況,及時記錄鍋爐壓力數(shù)據(jù),如發(fā)現(xiàn)壓力表示數(shù)出現(xiàn)較大的波動,則需要對其實施安全檢查,避免造成不可估量的影響。
壓力表檢驗時,要嚴格按照流程標注壓力表極限值紅線,落實崗位責任機制,提高檢驗工作積極主動性,及時發(fā)現(xiàn)并組織處理壓力表故障問題。要制定完善的壓力表使用制度,嚴格按照制度和規(guī)定使用,避免出現(xiàn)不規(guī)范操作。壓力表采購時,應認真做好質(zhì)檢工作,重點檢驗儀表精確度,如發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題需及時退換,避免在實際應用時引發(fā)風險。
某電廠生產(chǎn)時,使用一臺WGZ130/3.82—17發(fā)電鍋爐,該鍋爐已持續(xù)運行45000h,長時間不間斷處于高溫高壓環(huán)境下運行,導致鍋爐的爐筒內(nèi)部出現(xiàn)了焊縫,接水盤的支撐角鋼、預制焊件等部位形成了多道裂紋,其中一條長達100mm。借助MT工具檢驗檢測發(fā)現(xiàn)該鍋爐封頭對接焊縫位置有裂紋,內(nèi)部預焊件裂紋共計8條,打磨處理后測量裂紋深度為7mm。該鍋爐內(nèi)部預焊件為碳素結構鋼材質(zhì),鍋筒為高溫結構鋼材質(zhì),焊條為酸性碳鋼電焊條,檢驗檢測發(fā)現(xiàn)有裂紋的情況下,及時通知設備廠家進行修復處理。同時,由于鍋爐內(nèi)部預焊件材質(zhì)和和鍋筒材質(zhì)性能差異大,并且應用的是酸性焊條,因此,鍋筒材料和內(nèi)部預焊件的熱膨脹系數(shù)也產(chǎn)生了較大的差異,再加上發(fā)電機組頻繁啟停,鍋爐熱態(tài)啟動,熱應力嚴重干擾鍋爐內(nèi)部預焊件、鍋筒等多個構件,久而久之,就會導致金屬材料產(chǎn)生疲勞效應,出現(xiàn)嚴重的裂紋缺陷。
在處理鍋爐裂紋缺陷時,設備廠家、電廠檢修人員協(xié)商后制定了下述處理方案:首先,通過打磨的方式消除部分裂紋,然后,測量筒壁厚度,明確缺陷構件強度計算標準,如鍋爐內(nèi)部厚度經(jīng)過打磨后消除了裂紋且符合設計標準,則可直接投入運行,相反的,則需要通過挖補、焊接的方式處理,要委托有豐富經(jīng)驗和資質(zhì)的單位處理裂紋等缺陷,并做好檢驗、檢修并處理全過程的監(jiān)督管理及質(zhì)量驗收工作,避免出現(xiàn)不規(guī)范操作現(xiàn)象,確保及時消除裂紋缺陷,及早恢復正常運行狀態(tài)。
綜上所述,鍋爐作為工業(yè)生產(chǎn)的重要設備,其運行環(huán)境復雜、惡劣,運行溫度高,壓力大,久而久之,極易導致出現(xiàn)一系列的安全隱患問題,威脅鍋爐安全運行,因此,做好鍋爐檢驗工作至關重要。針對當前鍋爐檢驗中所常見的問題,要引起足夠的重視,深入剖析問題根源所在,結合實際情況,制定針對性有效性的處理措施,及時解決處理安全隱患及故障問題,保障鍋爐的安全正常使用,保障人員生命財產(chǎn)安全,助推經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。