1000MW 机组锅炉过渡段 T23 水冷壁管检修导则1000MW 机组锅炉过渡段T23 水冷壁管检修导则1 范围本标准规定了上海锅炉厂生产的超超临界1000MW机组塔式锅炉过渡段T23水冷壁管更换焊接及热处理的技术要求，最终达到保证检修施工质量的目的。本标准适用于1000MW机组锅炉过渡段T23水冷壁管（规格：38.16.8mm）的缺陷检测、切割管排、坡口加工、焊接组对、预热、管道焊接、后热、焊后热处理、鳍片焊接（材质：A387-Gr12Cl1）、无损检测、应力测试，相关水冷壁管检修可参照本标准。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。NB/T47013-2015承压设备无损检测DL 612-2017电力工业锅炉压力容器监察规程 DL 647-2004电站锅炉压力容器检验规程 DL/T 438-2016火力发电厂金属技术监督规程 GB/T 5310-2017高压锅炉用无缝钢管DL/T 869-2021火力发电厂焊接技术规程DL/T 819-2019火力发电厂焊接热处理技术规程 GB 11344-2008接触式超声波脉冲回波法测厚方法DL/T 821-2017钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程 DL/T 991-2006电力设备金属光谱分析技术导则GB/T 17394-2014金属里氏硬度试验方法DL/T 884-2004火电厂金相检验与评定技术导则 TSG-11 2020锅炉安全技术规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。钨极氩弧焊GTAW GasTungsten Arc Welding钨极惰性气体保护焊(GTAW)是指在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用填充焊丝）的一种焊接方法。电弧焊 SMAW Shielded Metal Arc Welding电弧焊（SMAW）指手工电弧焊,是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法,简称电弧焊。目视检验VT Visual Testing从广义上说：只要人们用视觉所进行的检查都称为目视检查。现代目视检验是指用观察评价物品的一种无损检测方法，它仅指用人的眼睛或借助于光学仪器对工业产品表面作观察或测量的一种检测方法。无损检测NDT Nondestructive Testing在不损坏检测对象的前提下，以物理或化学方法为手段，借助相应的设备器材，按照规定的技术要求，对检测对象的内部及表面的结构、性质或状态进行检查和测试，并对结果进行分析和评价。常见的7无损检测方法有：磁粉检验MT （MagneticParticleTesting）；渗透检验PT （Penetrant Testing）；射线照相检验RT （Radiographic Testing）；超声检测UT （Ultrasonic Testing）。4 水冷壁更换作业流程1000MW机组锅炉过渡段T23水冷壁管更换作业流程见图1。不合格缺陷检测切割管排坡口加工PT确认合格合格无损检测鳍片焊接MT结束不合格不合格焊后热处理切割打磨鳍片后热合格管道焊接坡口检查应力测试PT/RT管排切割位置划线焊接组对预热图1 1000MW 机组锅炉过渡段 T23 水冷壁检修作业流程5 施工准备人员准备5.1.1 焊工与焊接操作工从事焊接工作的焊工和焊机操作工应按照 DL/T679的规定参加焊工技术考核，并取得相应资格。焊工考试：每个焊工需按照正式焊接要求，焊接至少1个与水冷壁同材质管段焊缝，焊后VT检查、RT探伤，合格后方可执行现场焊接操作。5.1.2 焊接热处理人员a) 焊接热处理操作人员应具备初中以上文化程度，经专门培训考核并取得合格证书。b) 焊接热处理技术人员，应具备中专及以上文化程度，经专门培训考核并取得合格证书。焊接材料准备焊前应检查焊接材料的质量证明文件，并抽检焊接材料的外观，合格后方可使用。a) 焊条供货应及时，到达现场时要严格检查材质证明书及出厂日期，合格后方可进入库存；b) 焊条应存放在干燥、通风良好、温度大于 5且相对空气湿度小于 60%的库房内；c) 所有焊接材料必须有生产厂家提供的质量合格证、焊接材料质量证明书；d) 焊条在使用前应按照说明书的要求进行烘焙，重复烘焙不得超过两次；使用时应装入保温温度为 80120的专用保温筒内，随用随取；e) 焊条的领用严格按照焊材领用制度进行。施工现场准备a) 施工现场的电焊机集中布置，提供充足可靠的动力电源和照明；b) 施焊现场周围 5 米范围内，不得存放易燃易爆物品，确实无法清除时，必须采取可靠的隔离或防护措施；c) 施焊现场的防风、防雨设施采用搭设工棚的方式，工棚搭设要求：可以有效降低上方、下方以及四周的进风量，确保现场环境风速2m/s；d) 焊接及热处理工艺复杂且连续作业时间长,必须现场要为焊工提供可供操作的焊接空间；e) 焊接作业区域应采取措施防止焊接飞溅掉落引起烧伤和火灾；f) 热处理区域应设置隔离装置；g) 电源线、热处理热电偶补偿导线加设盖板，防止过往行人踩踏；h) 高空作业时，搭设牢固可靠的脚手架，并有防护栏。焊接设备及辅助机械a) 逆变弧焊机应工况良好,性能满足焊接规范参数要求；b) 焊机及辅助工具均应有制造厂的出厂质量合格证；c) 焊机及辅助器械，仪表及装置须经过校准后方可使用；d) 远红外测温仪 1 台，量程不低于 1000。6 水冷壁更换焊接及热处理缺陷检测采用MT、RT等无损检测方法，确定缺陷的位置、尺寸和性质类型，做好标注及记录。水冷壁切割位置确认根据检修记录及现场检验结果确认最终水冷壁管更换区域，并对现场待更换管段进行确认和标记，切割区域采用油漆笔划出，换管长度不小于500mm，弯头处距弯头起弯点不低于150mm。坡口切割加工要求及检查旧水冷壁管子进行切割时，要求使用机械方式进行切割，并将旧焊缝熔敷金属及焊接热影响区全部去除干净，切除位置距离焊缝边沿10mm；此外，如前后墙部分待更换管焊口距离刚性梁50mm，该部分切除位置可适当降低至距离焊缝边沿5mm以上。针对旧水冷壁管排，鳍片切割时切割线应靠近待更换管侧，并确保水冷壁鳍片与待更换管的角焊缝及热影响区全部去除干净，使保留管侧留有充足的打磨裕量，更换的水冷壁管连续根数不宜超20根，待该区域水冷壁管更换完成后再进行下一块区域更换。水冷壁鳍片切割位置示意见图2。图2 水冷壁鳍片切割位置示意图清除坡口两侧20mm的油、锈、漆、垢，采用PT对坡口、鳍片打磨部位以及对应管道外壁进行检测，确保无裂纹、坡口破损及毛刺等缺陷。坡口加工尺寸应符合图3的要求。图3 推荐坡口加工、组对示意图依据NB/T47013-2015对每根管子的坡口、鳍片打磨部位以及对应管道外壁进行PT检验，质量等级达到I级时合格，同时不允许出现线性缺陷；圆形缺陷尺寸不大于2mm，且在35mm*100mm范围内圆形缺陷的数量不大于1个，如果有缺陷显示则打磨直至将缺陷完全清除。焊前组对坡口准备工作完成后，进行焊接前，需对管道组对对口，对口尺寸要求应符合DL/T869-2021的要求。为方便新旧管排对口，新、旧水冷壁管与管之间采用切割片沿着鳍片中心线切割长槽线，焊口两侧各开不低于350mm的应力释放槽。如距刚性梁较近无法满足上述开槽长度要求，则根据现场实际情况确定开槽长度。不允许在坡口处点焊固定。宜采用定位块在管道外壁点焊固定，向火面与背火面均需点焊固定，定位后，将新管排管子与旧管排管子一一对应，对口尺寸见图3，焊接材料、预热温度和焊接工艺等应与正式施焊时相同；也可采用在新、旧管排间鳍片处点焊的固定方式，待焊接热处理完成后，打磨清除点焊焊缝。焊前预热坡口组对完成后，进行坡口预热，预热温度为：200（不能低于150），采用远红外测温仪检查待焊坡口温度，达到预热温度后方可焊接。焊接参数水冷壁管道对接焊口采用GTAW方法，水冷壁鳍片对口槽封堵焊接及填块与鳍片焊接采用SMAW方法，焊接工艺参数推荐执行表2。焊接技术要求：对口焊缝采用3层4道（盖面2道，起弧位置避开6点或12点位置），见图4。焊道之间必须圆滑过渡，不许产生沟道，焊接完成后注意收弧质量（收弧位置打磨，消除微裂纹），不允许产生收弧裂纹，且最后收弧位置在5点（11点）或7点（1点）（注：由上往下顺时针看，水冷壁管内壁中心为0点，外壁中心为6点），注意不同层道之间收弧位置错开。图4 焊道分布示意图焊接过程中内外两个焊工须相互配合，进度一致，严禁焊口两侧焊接进度不同步。锅炉内、外侧打底层焊接完成后方可进行第二层的填充工作；其余层道同理。同一根管的打底焊接须先焊接完成单侧焊口后方可进行另一侧的焊口打底焊接工作。杜绝一侧焊工已盖面，另一侧焊工还未完成填充的情况。在保证内外壁焊口同步焊接且预热及层间温度允许的条件下，最多可以允许3只焊口同时焊接。表1 焊接推荐工艺参数焊接方法预热温度()层间温度()填充金属型号/牌号、规格（mm）焊接电流（A）保护气体GTAW200200300Union I P23，2.4mm100-130ArSMAW/200300R307，2.5mm90-110/后热焊工完成对接焊口焊接后，需对焊缝进行清理（收弧位置打磨、PT探伤检查合格），若不能及时进 行焊后热处理，应对焊缝进行后热，后热温度为300350，加热时间不低于10min,恒温时间不低于10min，内外侧包保温棉缓冷。后热完成后，打磨焊接收弧位置，将收弧位置打磨至与母材齐平并圆滑过渡。如果焊口焊接过程中断，应立即进行后热并缓冷到室温，重新恢复焊接前应再次进行预热。焊后热处理6.8.1 热处理加热器和热电偶安装严格控制单次热处理管排数目，单组热处理管排数目原则上不宜超过6根，禁止上口、下口同时热处理，防止管屏变形。一般超出6根应分多个批次进行热处理，先处理其中一组，等该组焊接、后热、热处理、焊后无损检测完成后，再进行相邻管组焊接。相邻管组之间鳍片应割开。热电偶及加热器安装示意图见图5，加热片紧贴水冷壁在向火面与背火面布置并固定。中间两根管子绑扎控温热电偶，最外侧两根管子绑扎测温热电偶。图5 热电偶及加热器安装示意图热电偶安装后，对其安装质量进行检查。加热片安装时，确保加热片沿水冷壁外壁走向紧密贴合，并绑扎固定；保温棉安装时，保证每侧保温宽度比加热宽度至少多300mm，单层保温棉厚度不小于50mm，保温棉固定采用专用工装，将保温棉与加热片紧密贴合。为预防意外停电导致热处理失败，应设可快速切换的备用电源。6.8.2 热处理参数6.8.2.1 焊接及热处理曲线图6 焊接及热处理曲线6.8.2.2 热处理要求焊接完成后，焊缝推荐进行焊后热处理。热处理采用履带式加热器的方法进行加热，热电偶采用点焊式或绑扎式方法固定。热处理恒温温度为7305，恒温1h，升温降速率不大于220/h。待温度降至100以下，方可拆除保温棉。热处理后检验6.9.1 检验项目对接焊口：PT/MT探伤100，RT探伤100%。6.9.2 检验时机焊后热处理完成24h后进行