DL 440-91 在役电站锅炉汽包的检验、评定及处理规程

中华人民共和国电力行业标准在役电站锅炉汽包的检验、DL440—91评定及处理规程中华人民共和国能源部1991-09-16批准1992-05-01实施1总则1.1为加强火力发电厂锅炉汽包的安全监察，保证安全运行，延长使用寿命，保障人身和国家财产的安全，特制订本规程。1.2本规程仅适用于火力发电用锅炉出口过热蒸汽压力等于或大于3.82MPa(表压)的在役锅炉汽包。过热蒸汽压力小于3.82MPa(表压)的在役锅炉汽包可参照执行。1.3火力发电厂在役锅炉汽包的检验、安全性评定及修复处理等工作必须遵守本规程。1.4火力发电厂用锅炉汽包的设计、制造、安装和运行必须符合现行有关技术条件和规程的规定。2检验2.1在役锅炉汽包的检验分定期检验和非定期检验。一般应根据电力生产的特点，结合机组的大、小修进行。2.2在役锅炉汽包定期检验的种类和时间间隔规定如下：2.2.1外部检验：每年不少于一次，结合安全检查或计划小修进行。2.2.2内部检验：投产运行5万h后进行第一次检验，以后每2～3年检验一次，结合计划大修进行，其检验内容应列入锅炉检修工艺规程。2.2.3超压试验：一般每6年一次，根据设备的具体技术状况，经省(自治区、直辖市)电力局锅炉监察部门的同意，亦可适当延长或缩短超压试验的间隔时间。超压试验应结合计划大修进行，可作为大修中的一个特殊项目列入。2.3除定期检验外，有下列情况之一时也应该进行内、外部检验和超压试验：2.3.1汽包停用1年以上需要恢复运行时。2.3.2发生有可能影响汽包强度的事件(如地震、基础变化等)时。2.3.3对汽包进行重大修复处理时。2.3.4根据运行情况对汽包的安全性发生怀疑时。2.4汽包外部检验的内容包括：2.4.1汽包的保温层应完好。2.4.2汽包有无明显的残余变形或渗漏迹象，如果有则应查明原因。2.4.3安全阀、压力表、温度表、水位表及保护装置应符合SD167—85《电力工业锅炉监察规程》的有关规定。2.5汽包内部检验的内容包括：2.5.1汽包大口径集中下降管座角焊缝，人孔加强圈焊缝，纵、环焊缝，封头过渡区及其他接管座角焊缝，应该用10倍放大镜对内表面进行宏观检查，或进行磁粉探伤检验，检验的数量应不少于同种焊缝长度的50%。如果检查发现有焊接裂纹，则应对同种焊缝进行超声波探伤抽查。纵缝至少抽查25%，环缝至少抽查10%，大口径集中下降管座角焊缝应100%检查。对纵、环焊缝进行抽查时，应包括全部纵、环焊缝的T型接头。2.5.2上次检验发现严重缺陷的部位，以及修复处理过的部位，应在发现缺陷或修复处理之后的前两次大修期间，进行100%无损检验。以后的检验周期，视检验结果，并经省(自治区、直辖市)电力局锅炉监察部门的同意，可适当延长或缩短。2.5.3明显腐蚀的部位，去锈后用肉眼检查，必要时应进行打磨和壁厚测量。2.5.4对怀疑由于温度、压力或腐蚀介质的作用可能引起材料金相组织变化或损伤(产生应力腐蚀裂纹、疲劳裂纹等)的部位，应进行金相检验和无损检验。2.6超压试验的内容包括：2.6.1汽包的超压试验应在内、外部检验项目全部合格并具备试验条件后进行，需要重点检验的薄弱部位，试验前应拆除保温。2.6.2超压试验用压力表应校验合格。试验时，汽包外表面应保持干燥。2.6.3超压试验时的环境温度应高于5℃，否则应有防冻措施。水质和进水温度应按制造厂规定的数值控制，进水温度一般以30～70℃为宜。2.6.4超压试验时的压力为汽包工作压力的1.25倍，或取制造厂规定的试验压力。试验时，汽包承受的应力不得超过材料在试验温度下屈服强度的90%。2.6.5超压试验时压力的升降速度，一般应不超过0.3MPa/min。当水压达到试验压力10%时，应做初步检查。如未发现泄漏或其他异常现象，可再升到工作压力并进行检查。然后，升至试验压力，并在试验压力下保持5min后降到工作压力，再进行最终检查。检查期间压力应维持不变。2.6.6超压试验合格的标准是：试验时，汽包金属壁和焊缝没有任何水珠和水雾的漏泄痕迹；试验后宏观检查，汽包没有明显的残余变形。2.7汽包的无损检验工作，必须由Ⅱ级或Ⅱ级以上级别的锅炉压力容器无损检验人员进行。2.8大口径集中下降管座角焊缝及其他对接焊缝的超声波探伤应符合GB11345—89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》标准要求，合格标准为超声波B检验等级中的Ⅰ级。磁粉探伤应符合JB3965—85《钢制压力容器磁粉探伤》标准要求。3评定3.1在役锅炉汽包存在有裂纹或其他超标缺陷时，应仔细分析产生的原因和发展趋势，对缺陷的严重程度做出估价，制订出具体可行的处理方案。3.2当用一般方法难以确定裂纹或其他超标缺陷的严重程度和发展趋势时；或因电力生产紧张，暂时不具备修复处理条件，现有缺陷应该焊补而不能及时焊补时，推荐按我国压力容器学会和化工机械与自动化学会联合提出的CVDA—1984《压力容器缺陷评定规范》或其他断裂力学方法，对汽包继续运行的安全性和剩余寿命进行评定和估算。3.2.1评定前，应由具有第2.7条规定资格的无损检验人员，对要评定的缺陷进行复核检验，并以复核后的检验结果作为评定的依据。3.2.2评定结果为不可接受的缺陷；或虽然可以接受，但剩余寿命短，不能保证安全运行到下一个检修期的缺陷，均应尽快消除后焊补，或适当降参数运行。3.3消除裂纹或较深表面缺陷后，应对该部位汽包壁厚进行测量，并按GB9222—88《水管锅炉受压元件强度计算》的规定，或按设计时采用的强度计算标准，进行强度校核。如果该部位的实际最小壁厚仍满足理论计算壁厚要求时，可不必焊补，否则应进行焊补。3.4对按基本负荷设计而实际已带变动负荷、甚至频繁启停的锅炉，应对汽包的低周疲劳寿命进行校核计算，以便通过控制启停及变动负荷速度等办法，尽量减少其疲劳损伤。3.5锅炉汽包的低周疲劳寿命的计算，可按生产厂制订的疲劳寿命计算方法或参照其他标准的疲劳寿命计算方法进行。采用国外引进材料制造的锅炉汽包，亦可按生产国规定的疲劳寿命计算方法进行。3.6锅炉汽包的安全性评定和剩余寿命估算，以及低周疲劳寿命的分析计算工作，必须由上级单位认可的有评定和计算经验的单位承担。工作完成后应提出完整的安全性评定和寿命估算技术报告。评定和计算结果需组织有关专家审议通过。3.7评定结果必须报省(自治区、直辖市)电力局锅炉监察部门审核批准。4处理4.1当汽包必须进行焊补处理时，要制订合理可行的焊补工艺(包括焊条的选用、施焊工艺、预热、层间温度、消氢处理及消除应力热处理规范的制定等)。若无成熟的焊补工艺，应进行严格的焊补工艺评定试验，制订焊补技术方案，证明工艺可行并经省(自治区、直辖市)电力局锅炉监察部门批准后方可正式焊补。4.2焊补前，宜采用机械方法清除缺陷，严禁用火焰切割，且应尽量少割除修复部位的金属，切削时不得使金属受氧化。清除部位不得有沟槽棱角，要修成圆弧过渡，圆角半径要大于30mm，表面粗糙度Ra的最大允许值为12.5μm(即光洁度为▽3)。4.3裂纹或缺陷被消除后，应采用磁粉探伤或着色探伤进行检验，必要时可采用10%硝酸酒精溶液进行浸蚀并经轻微打磨后观察，确认缺陷已被彻底消除后方可焊补。4.4汽包的焊补工作，必须由经SD263—88《焊工技术考核规程》或劳动人事部颁发的《锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格，焊补前按规定焊接工艺进行过模拟试焊，并达到技术要求的焊工担任。4.5焊补前，应对焊接设备的电流表、电压表、气体流量计等仪表，以及规范参数的调节装置进行校验。仪表或调节装置失灵时不得使用。4.6焊接材料的质量应符合国家标准、部颁标准或有关专业技术标准要求。焊条应有制造厂的质量合格证，并按有关规定验收合格后方可使用。无合格证或对质量有怀疑时，应按批号抽检。抽检合格后方可使用。4.7焊接材料的选用，应根据母材的化学成分和机械性能、焊接材料的工艺性能以及使用性能等综合确定：4.7.1同种钢材的焊接，一般可选择焊缝金属的机械性能和化学成分与母材相当、且工艺性能良好的焊条。4.7.2异种钢焊接时，一般可选用化学成分与合金含量低的一侧材料相近且机械性能相匹配的焊条，或介于两者之间的焊条。4.8施焊前，焊条应按规定烘干。烘干后放入保温筒内保温，随用随取，避免受潮。焊条烘干后在保温筒内存放的时间也不宜过长。4.9施焊前，应对被焊件进行预热。对于大口径集中下降管座角焊缝或其他较大面积的焊补，应沿汽包焊补部位环向预热一周，预热宽度在焊补处两侧每边应不少于壁厚的3倍，保温范围应为实际加热区的1.5倍。在整个焊补过程中，各焊层均应始终保持规定的预热温度。4.10焊补时的预热温度依钢种而异，部分钢种的预热温度推荐如下：20g(20K)150～200℃22g(22K)150～200℃19Mn5200～250℃SA299150～200℃14MnMoVg200～250℃18MnMoNbg200～250℃16MnNiMo(16ГHMA)200～250℃BHW35200～250℃碳当量Ce大于0.45%的其他合金钢焊前也应当预热。推荐的碳当量计算公式为：CC+Mn6Cr5Ni15Mo4V5e异种钢焊接时，预热温度应按可焊性较差或合金成分较高的钢种选择。注：碳当量——在钢材成分中，对热影响区硬化影响最大的是含碳量，其次是锰、铬、钼。把碳和碳以外的合金元素的影响换算成等效的含碳量，即为碳当量。一般经验认为，Ce＜0.4%时，焊接性能良好；Ce≥0.4%时，淬硬性明显，焊接时需要预热。4.11焊补时应采用多层多道焊，施焊要连续进行，不宜中断。多层焊缝的接头应错开。每条焊道起弧位置的重叠长度应不小于10mm，收弧时应将熔池填满。层间需均匀锤击焊道，以减少焊接残余应力。锤击可采用轻型风镐。锤击风压一般为29.4～49.0N/cm2。锤头应呈圆弧状，锤头宽度为10～12mm，锤痕深度为0.3～1.0mm。4.12为降低焊接残余应力，改善焊缝和热影响区的金属组织和性能，避免出现焊接裂纹，焊补完毕后，需在300～350℃下进行3～4h的消氢处理，然后再进行消除应力热处理。4.13消除应力热处理前，焊补区加热部位的温度不允许冷却到150℃以下。4.14焊后消除应力热处理，宜采用整体热处理，也可以采用局部热处理。局部热处理宜采用环向整圈加热的方法，焊缝两侧的加热宽度应各不小于汽包壁厚的4倍。采用局部分段热处理时，加热的各段应至少有1500mm重叠的部分，同时应采取措施，控制不加热部位的温度梯度，以减少残余应力。4.15热处理时，应确保加热温度均匀，推荐采用工频感应加热法、红外加热法或电阻加热法。4.16部分钢种消除应力的热处理加热温度推荐如下：20g(20K)600～650℃22g(22K)600～630℃19Mn5560～610℃SA299600～650℃14MnMoVg600～650℃18MnMoNbg600～650℃BHW35600～630℃16MnNiMo(16ГHMA)620～650℃对于异种钢接头，其加热温度不超过合金成分较低一侧钢种的下临界点Ac。4.17焊后热处理过程中的升、降温速度v，一般应满足：25025C/ho——壁厚，mm。在300℃以下的升、降温速度一般可不控制。4.18热处理时的升、降温过程和恒温过程中，加热范围内任意两点的温差，不得超过50℃。4.19测温时宜采用温度自动记录系统。测温用热电偶和仪表应校验合格。4.20在焊补和热处理过程中，有关部件应垫牢，使得汽包既能自由膨胀，又要避免因自重等因素引起焊接变形。必要时，焊补前后应测量汽包的挠度和椭圆度，以监视汽包的变形情况。4.21施焊时，严禁在汽包表面随意引燃电弧、试验电流或焊接临时支撑物。4.22焊后热处理完毕，应将焊补区表面打磨至粗糙度Ra的最大允许值12.5μm以下，并使之与周围金属基本齐平，然后进行100%的无损检验和硬度检验。必要时再进行金相检验和残余应力测定，以保证焊接质量。4.22.1金相检验的合格标准是：在母材、焊缝和热影响区无裂纹；无过烧组织；无淬硬性马氏体组织。4.22.2硬度检验的合格标准是：热处理后焊缝及热影响