火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作的几点体会与建议

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1、火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作的几点体会与建议第27卷第16期2011年8月甘肃科技GansuScienceandTechnologyK27A.No.16201l火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作的几点体会与建议杨占君,王斌,高健,杨景建(甘肃电力科学研究院,甘肃兰州730050)摘要:结合多年参与或负责进行的多个火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作和多项电站金属构件失效分析工作,通过对现场发现的一些容易被忽视的问题及一些新投产发电机组中因金属构件失效造成的事故案例分析,提出几点火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验中的个人体会和建议.关键词:火力发电厂;基建;制造质

2、量;验收;检验中图分类号:TM621.73随着我国经济的不断发展和综合国力的不断增强,我们在日常的生产和生活中对电能的依赖越来越高,所以现阶段我国正处在新电站建设与老电站的改扩建高峰阶段.电站的安全可靠运行不仅关系到整个电网的安全与稳定,还关系到电厂的安全与经济指标.随着机组容量的不断提高和新材料,新技术的不断运用,对机组金属构件部件的制造工艺和水平的要求也不断提高.但是随着近些年来各地新建,扩建电厂不断增多,制造厂生产任务繁重,由此带来的各种各样的制造缺陷与隐患也不断增加,这些缺陷与隐患增大了电厂日后的运行中金属部件的失效风险.因此,加强火力发电厂基建阶段设备制造质量验收工作就显得尤为重要,

3、基建阶段设备制造质量验收不仅可以最大限度地保障新机组投产运行的安全可靠性,还能通过现场发现的问题为检验单位日后定期检验的方案制定提供参考,同时也能为发电企业对设备维护与运行提供重点巡查和监督信息.1检验模式与检验思路的改变1)火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验方案是依据DL/T50471995电力建设施工及验收技术规范锅炉机组篇,DL6472004(电力工业锅炉压力容器检验规程等相关规程,标准以及规定等与设备使用单位技术人员沟通后制定的,检验人员也往往是按照方案条款严格执行现场检验工作的,但我们认为在现场实际检验工作中不能完全教条地拘泥于检验方案中的条条框框,应根据检验中的实际情况进行一些

4、动态调整以满足现场检验工作的实际需求,视情况改变检验比例,检验范围和检验手段来更好地完成实际检验工作,为基层发电企业服务.2)作为委托检验的设备使用单位应提高对基建阶段设备制造质量验收工作重要性的认识,应为了降低建设成本而减少对基建阶段设备制造质量验收工作的投入,只重视眼前少许的经济利益而忽略了日后因设备制造质量引起的影响安全生产的问题是目光短浅的表现.只有加强前期设备制造质量的控制才能为日后机组安全,可靠,经济地运行提供良好的保障.我们在与部分发电厂进行基建阶段设备制造质量验收检验方案沟通与协商中曾提出过增加部分费用来进行关键设备的驻厂检验工作,但这些企业为了降低成本而将驻厂检验工作交由本厂

5、职工进行,由于人员不足,这些企业派驻的驻厂监造人员许多根本不懂设备检验工作的流程和相关技术,起不到监造的实际效果.在以往对火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作中,就曾发生过一些派驻了驻厂监造人员的关键设备到达现场后检验发现存在重大缺陷而返厂处理的事情,这不仅影响了其建设工期,还增加了建设成本.2对火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作的建议2.1对初期资料收集工作的建议制造厂提供的制造资料是设备验收质量控制的依据,检验单位正是根据制造单位提供的相关资料来选择检验手段,检验比例,检验部位及质量控制标准的,现在许多电厂在基建阶段一味追求供货时间和安装速度,忽略了对相关设备资料的催要,一方

6、面第16期杨占君等:火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作的几点体会与建议17由于相关设备资料的无法及时查证,造成了现场检验数据和实际供货设备规格尺寸无法对照参考,给现场检验对设备质量控制工作造成了困难.避免在发出质量控制预警前就将不合格设备安装就位,这样不但会给不合格设备的更换,返修带来困难,还会影响工期,增加成本.另一方面由于前期资料收集工作的不健全,不及时,会造成机组投产运行后再向制造厂索要资料困难.我们都知道电站设备中的锅炉,压力容器属于特种设备,国务院颁布的特种设备安全监察条例中规定,特种设备投入使用前或者投入使用后30日内,特种设备使用单位应当向直辖市或者设区的市的特种设备安全

7、监督管理部门登记.资料审查是特种设备登记注册的重要审查项目,为了不影响特种设备的注册工作,就应在设备供货阶段及时向制造厂索要相关资料并建档.由于资料不全而造成检验单位无法及时出具完整的相关设备检验报告,影响特种设备注册工作和因未及时发出质量控制预警而使不合格设备就位后再拆除更换返修的事例不在少数,对此我们认为就该问题应引起检验单位和使用单位的共同重视.同时,检验单位应在发电厂基建阶段尽可能完善受检设备的相关数据的收集整理,以方便日后对该设备定期检验工作.例如检验单位在对汽包及压力容器进行检验时应绘制较详尽的透视图,由于现在汽包,高加等设备上的焊缝均在出厂前就被打磨平整,使用前尚易分辨其位置,但

8、使用一段时间后由于表面形成了均匀氧化膜焊缝位置就十分难辩认了,这就给日后检验工作中确定检验位置带来了困难.还有检验人员无论是否参与对发现缺陷处理后二次检验工作(二次检验有些是由制造厂委托检验单位或安装单位有检验资质的部门进行的,有些是由制造厂自己的检验部门进行的),都应该尽可能详细记录收集缺陷尺寸,处理方式,缺陷位置等相关信息,因为这些部位在设备运行中相对未发现缺陷部位更容易产生新缺陷,所以这些部位是以后设备定期检验的重点检查部位,只有在基建阶段对缺陷位置和相关处理情况进行全面记录,才能为在日后定期检验工作中对该部位的复检确定确切位置和检验手段.2.2对检验部位选择的建议相关检验标准,规程中只

9、规定了抽检比例,检验方法等,因此现场对受检部件的抽查部位是由检验人员来确定的.对此我们建议检验人员应从多方面综合考虑设备抽查部位,除应选择应力集中部位,返修部位,结构突变部位和以往检验中易发现缺陷部位外,还应对以下几点进行考虑.1)对于汽缸的检查应加大对下缸的抽查比例,因为下缸就位后很难再进行全面细致的检查,定期检验也会因位置关系而不容易对下缸进行较全面的检查,同时就位后下缸一旦查出问题对缺陷的处理难度也很大.2)对垂直放置的压力容器的抽查应重点检查容器上半部分,因为垂直放置的压力容器投产运行后的定期检验对容器上部的检验和缺陷处理都较下部困难得多.3)由于目前新建机组较多,制造厂生产任务繁重,

10、所以许多汽机,锅炉生产厂家将大量部件分包给一些中小企业,中小企业又继续分包给下家企业,因而制造质量参差不齐.检验人员依据检验方案对主要部件进行检验的同时,也应该重视这些分包企业生产的设备的验收检验,以避免因非主要部件引起机组运行故障的发生.4)对I,类压力容器的仪表,疏水等小管座角焊缝的检验应注意,因为这类压力容器多数是由中小企业制造的,容器简体焊缝多数是自动焊,质量基本可以保证,但小管座角焊缝都是手工焊接又容易不被重视,焊缝质量难以保证.在以往进行的设备质量验收检验工作中在筒体焊缝上发现的问题相对较少,而在小管座角焊缝上发现的问题就比较多.2.3对宏观检查工作的建议宏观检查顾名思义就是用肉眼

11、或借助放大镜等对设备外观制造质量的检查,对发现可疑的地方进一步采用其他方法进行检验.宏观检查是设备质量验收检验中的一项重要手段,通过细致的宏观检查不仅可以直接发现一些设备问题,还能为具体的无损检测提供抽查部位和比例提供参考.由于电站基建阶段受检部件多,检验工作任务重以及受到现场设备堆放位置的限制,宏观检查不能全面,细致地进行,那么在一般宏观检查的基础上有侧重点地选择一些易产生缺陷或经常发现问题的部件部位进行检查.1)对联箱应重点检查联箱内部和联箱接管(尤其是带弯头的接管),参与过火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作的同志,都知道联箱在安装前其内部或多或少都存在管孔部位机加工遗留物,铁丝,

12、焊渣,砂轮片等异物,有些联箱接管中甚至也存在堵塞异物.就曾在张掖电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作中发现有一联箱接管弯管部位18甘肃科技第27卷被大量机加工产生的铁屑堵死,由于无法捅开最后只好进行割管更换处理.因此为避免因异物堵塞造成的联箱或受热面管失效事故,应加强联箱内部宏观检查和联箱接管座的宏观抽查.2)对带鳍片的受热面管进行宏观检查时应注意对鳍片焊缝的检查,由于鳍片是直接焊接在受热面管上的,部分制造厂对鳍片的制造质量的重视度不如对受热面管子的制造质量高,同时鳍片焊接质量也容易忽视.由此造成的诸如漏焊,咬边,表面裂纹等鳍片焊缝质量问题也较多,也曾发现过因鳍片或鳍片焊缝裂纹扩展延伸到受热面

13、管母材上的问题.3)对锅炉厂房,空冷岛,脱硫设备钢结构件的宏观检查,这些钢结构件承担着厂房自身,部分设备的重量,加之安装后绝大部分都无法再进行检验,同时钢结构主要承重件一旦出现问题,处理非常困难,故其质量直接关系到整个机组的安全运行.由于现场钢结构数量众多,以往宏观检查发现的问题种类较多(漏焊,咬边,气孔,裂纹,重皮,夹渣,未焊满,机械划伤等),所以应对这些钢结构件加大宏观检查力度.2.4对合金部件光谱复验工作的建议1)许多检验人员在现场对合金部件进行光谱复验时容易忽略后处理工作,在进行光谱检验时由检验设备激发的电弧对合金部件表面实际上造成了灼伤,这种灼伤对部件基体的损伤深度可以达到几个晶粒尺

14、寸,带有灼伤点的合金部件于13后运行中在温度,压力等外因的共同作用下易形成缺陷源.在现场实际工作中许多检验人员没有意识到灼伤的危害或嫌打磨工作繁琐而忽略了对灼伤点的打磨,因此,建议在现场进行合金部件光谱复验工作尽可能将部件灼伤点区域进行打磨消除.2)对不同材质合金部件进行光谱复验应及时清理电极,避免因电极沾染的其他合金元素干扰对待查合金部件的检验准确性.2.5对硬度检测的建议现场进行硬度检测时一般使用的是便携式里氏硬度计或超声波硬度计,这些硬度计在现场使用时往往会受被检部件表面状况,检测部位,环境,人员等因素影响而产生较大的误差,尤其是在检测受热面管子时由于检测面小,管子振动等因素的干扰而使检

15、测数据产生较大偏离,这就需要进行检测前对硬度计进行校核,保证受检部件检验部位打磨光洁度,保证检测时硬度计紧贴检验部位外.还应注意对超出标准规定要求的检测数据不要轻易下结论,应该重新选择检测点进行复查,复查结果仍不合格就应更换检测设备再次复查,如检测结果还不能达标就应及时与使用单位,制造厂相关人员沟通尽可能取样进行台式硬度计检测.在对甘肃电投永昌发电有限责任公司上大压小改扩建工程基建阶段设备制造质量验收检验中,就曾发现过在对受热面管进行硬度检测时,在更换多个检测部位,更换了2台硬度计后检测结果仍然超标,与使用单位沟通后割取了带焊缝的管段在台式硬度计上进行硬度检测结果合格,并且对该管段进行了化学成

16、分和力学性能检验均合格,后经分析认为现场测量结果误差较大,怀疑是受检测面影响和管子振动等因素造成的,在此项目检验工作中也曾出现对硬度值超标的检测部位在更换检测设备后检测结果达标的情况.囚此,建议检验人员应具备良好的责任心,对检验工作中发现的异常,要分析原因,仔细复查,以避免作出错误结论.2.6对金相检验工作的建议1)在进行现场覆膜金相组织检验时,除根据被检部件的材质合理选择化学侵蚀和抛光液外,应注意化学侵蚀和抛光液随用随配制,放置久了的化学侵蚀和抛光液可能因为成分挥发,与杂质反应等因素而达不到预期表面处理效果,从而影响到检验质量.2)对现场取下覆膜的覆膜应妥善保管避免污染,并且应及时进行照相,

17、避免因覆膜表面污染和变形而影响到对微观组织的拍摄效果.3)检验人员应尽可能地了解被检部件的热处理工艺,因为同一种材料不同的热处理工艺的会有不同的供货状态,检验人员应根据硬度检测结果,热处理工艺等综合分析其金相组织是否正常,对发现组织异常的材料这些信息也可以帮助检验人员找出异常的原因.2.7对厚度检测工作的建议1)现场对金属构件进行厚度检测采用的绝大多数都是超声波测厚仪,由于超声波在不同材料中的传播声速是不同的,即使在我们常能碰到的碳钢,合金钢或不锈钢中声速存在差异,因此在现场进行测厚时应根据被检部件的材质来选择不同声速来进行检测,否则就无法得到准确的检测数据而影响到检验结果的正确性,这一点在现

18、场工作时很容易被检测人员忽视.2)在对四大管道进行检测时应注意管道在轴第16期杨占君等:火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作的几点体会与建议19向和同一截面上(截面检测一般要求测4个数值,每90.角测量一个数值)厚度的均匀性,也许被检部件的厚度值均满足设计要求,但如果所测壁厚不均超过管外径和壁厚公差的80%,就无法满足相关标准要求了.因此在进行厚度检测时不仅要控制设计壁厚下限,还要及时对所有检测数据进行汇总比较,以避免整段管道壁厚不均超标.3)许多检验人员在对管子进行壁厚检测时只注重控制设计壁厚下限,认为只要所测数据大于最小设计壁厚就合格,但是管子实际壁厚越大其重量也就越大,有些使用单位

19、简单地认为管子壁厚越厚就越安全,但是过厚过重的管子的会增加支吊架的负荷,甚至会对支吊架造成严重损伤而威胁到设备的安全运行.因此检验人员在现场遇到此类问题时也应及时告知使用单位,让检验单位与设计单位,制造单位协商解决.4)进行厚度检测时应在一点处用探头进行2次测厚,在2次测量中探头的分割面要互为90.,取较小值为被测工件厚度值,这一点也容易被检测人员忽略.5)一旦发现所测厚度值超标时应增加检测范围和检测手段,来判断是实际壁厚低于设计壁厚下限还是管子材料内部存在缺陷(夹杂,夹层等),并进一步确定其尺寸或范围,切忌盲目下结论.6)由于工期的原因,许多检验是在夏季炎热季节和冬季严寒季节进行的,环境温度

20、对测厚数据的准确性有一定影响,所以在碰到部件厚度值接近最小厚度值时应慎重判断,以防因此而造成的结果有误,从而影响到设备的验收质量.2.8对超声波无损检测工作的建议1)同样因为声速在不同钢材中传播速度的差异,在进行超声波无损探伤检测时亦应考虑声速问题,选择合适的对比试块来调试检验设备,避免对缺陷的误判和发现问题后对缺陷定位出现误差.2)由于现场抽检设备多,对抽检设备检验前表面打磨工作量大,因此容易忽视被检设备表面打磨质量.不良的检测面不仅容易因耦合不好造成缺陷的漏检,还会对检测设备的探头造成严重磨损,影响正常的检验工作.2.9对缺陷处理的建议在火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作中发现制造

21、缺陷是难免的,但如何处理缺陷是关系到设备质量是否达到最终验收合格,是否影响机组今后安全运行的关键,如果缺陷处理不当,有可能会达不到完全消除缺陷而埋下事故隐患.1)对于表面超标机械损伤,气孔,表面裂纹,咬边等缺陷,应根据实际缺陷深浅与大小采取打磨消除或打磨补焊等方法进行处理.对于深度较小的应进行打磨消除处理,此时对打磨位置一定要进行圆滑过渡并进行厚度检测以造成产生应力集中点或剩余壁厚不足的情况.对于打磨深度较深需要进行补焊处理的,应在确保将缺陷打磨消除干净后制定合格的补焊工艺和必要的热处理工艺,由有资质的焊工进行补焊,如需焊后热处理的应及时进行焊后热处理,然后进行二次检验合格后方达标,防止现场随

22、意补焊造成二次缺陷的产生.在现场实际工作中就发现过制造单位或安装单位对发现的深度较小的缺陷处理不规范,将缺陷挖磨消除后不进行圆滑过渡处理,致使设备缺陷处留下较沟槽或尖角,后在我们的要求下才对打磨位置进行合理修整.2)对发现的缺陷勿盲目进行处理,应先对缺陷的性质和产生原因进行分析,如果是由构件在加工制造过程中产生的残余应力造成的,应先消除或降低构件残余应力,否则即使进行了缺陷处理,构件内过大的残余应力还会在构件日后生产运行中对其安全造成影响.3)对于较大构件的缺陷处理,建议返厂处理,因为安装现场无论是进行补焊,还是进行焊后热处理条件都较差.现场对大的补焊构件的热处理仅能做到局部热处理,而局部热处

23、理相比构件整体热处理效果就差了许多.很多制造厂都有大型热处理设备,返厂处理后对构件进行整体热处理就能达到良好的返修效果.2.10对现场检验工作中的其他建议1)因现在电站基建工期短,设备到货集中且往往是几台机组同时建设,故现场检验人员应及时与设备使用单位和建设单位沟通,了解设备到货情况及安装工序,合理安排现场检验工作,避免检验工作与安装工作冲突而给检验造成困难,甚至可能造成应检设备没来得及检验就安装就位.这样一方面给检验带来困难,另一方面可能出现已安装设备在检验中发现缺陷后处理或更换困难.2)由于现场工作环境差,对检验人员所适用的仪器设备的使用和保管不利,一旦现场发生仪器损坏不仅会给检验单位造成

24、经济损失,还影响到检验工作的顺利进行.所以对一些使用干电池的检验仪器,检验人员在进行完检验工作后应及时取出.(下转第60页)甘肃科技第27卷时,收敛不但慢,而且精度较差,当神经网络为l3时,收敛速度较快,虽然当训练到800次时,误差依然还不是很稳定,但此时的误差已经较小,精度也较高.当中间层神经元个数为l7时,虽然网络收敛速度较神经网络l3时较慢,但是在训练后期也具有较小的误差和较高的精度.5准确性验证由图24得到的结果可以看出,不同结构网络的预测误差均为零,为了验证网络的可靠性,在此不能选取训练数据作为验证,所以抽取了训练数据以外的资料作为验证参数对网络性能进行测试,测试数据见表1.其中归一

25、化准则遵循:(当前值一最小值)/(最大值一最小值).将6组测试数据带人训练后的网络,得到的年内最浅水深和淤积厚度分别见表2.表1不同年份的实测数据参数归一化列表从表2中可以看出模拟的结果和实测的资料具络可以较好的模拟并预测未来河道的最小深度和淤有很好的一致性,说明了网络训练后具有很好的泛积厚度,这对未来相关参数的预测研究具有一定的化性,具有推广使用的价值.参考价值.6结论肚经化究神经网络作为一种输入输出的高度非线性映综述J.计算机应用研究,2008,25(5):139143.射,通过对作用函数的的多次训练,实现了预测中输2杨淑莹.模式识别与智能计算M&tlab技术实现M.入与输出的高度

26、非线性映射.它具有以下的优点.北京:电子工业出版社,2008:2-3.1)不需要建立详细的具有物理意义的数学模3张铃,张钹.人工神经网络理论及应用M,浙江:新型;2)具有自适应性和学习功能;3)模型预测规律江科学技术出版社,1997.受到样本性质影响,只要样本选择的得当,模型的精4申宇皓,孟晨,傅振华,等.基于改进支持向量机的仿度就由网络结构确定.真电路故障诊断研究J.计算机仿真,2010,27(1):通过已有的历史资料,利用前馈神经网络对往34650.年相关资料中作存在的模糊规律进行了模拟分析,5神经网络理论与Maflab7实现M.北京:电子工业出通过对实测数据的训练以及验证,说明前馈神经网

27、版社,2006?(上接第19页)避免在下次使用前因电池漏电造成电量不足影响工作,同时也可避免因一段时间不用导致电池损坏腐蚀仪器.对化学药品的保管应选择合适的地方避免因药品挥发腐蚀其他检验设备或试块.3)对现场发现的问题应及时告知使用单位和监理单位,避免因缺陷处理不及时而耽误建设工期.3结束语以上是通过参与或负责进行的多个火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作和多项电站金属构件失效分析工作,结合实际发现的一些问题提出的关于火力发电厂基建阶段设备制造质量验收检验工作的几点体会和建议,在实际工作中还有许多容易引起检验人员忽略的问题存在,这就需要检验人员不断提高自身素质,在实际中不断积累经验,为确保检验工作质量和电站机组安全运行而不断努力.