2×600MW超临界机组焊接工程质量管理探析_超临界600mw机组控制

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2×600MW超临界机组焊接工程质量管理探析

来源：

作者：单鸿 洪波

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随着中国电力市场的蓬勃发展，为了节约能源和减少环境污染，发电项目朝着高参数、大容量的方向发展已成为大势所趋；而对高参数、大容量的火力发电机组来说，焊接质量的好坏，直接关系到机组的安全、稳定运行。

湖南湘潭发电有限责任公司二期扩建工程为两台60万千瓦超临界机组。工程伊始，该公司就对焊接质量提出了很高的要求。为此，工程技术管理人员从设备制造到安装的各个环节，采取有针对性的质量管理和控制措施，确保了工程焊接质量。

一、工程概况

基本情况。湖南湘潭发电有限责任公司二期两台60万千瓦机组扩建工程由中国大唐集团公司和湖南地方电力资产经营有限公司共同出资建设。

3、4号机组分别由天津电力建设公司和湖南省火电安装公司承担安装工作。

本工程于2003年12月26日奠基，2004年4月15日浇灌第一罐混凝土；3号机组于2006年2月12日首次并网，3月31日通过168小时试运，移交生产；4号机组于2006年10月11日首次并网，11月13日通过168小时试运，移交生产。

主要设备情况。锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司与东方日立锅炉有限公司联合设计制造，型号为DG1900/25.4-Ⅱ1。该锅炉为Π型布置，单炉膛、前后墙对冲燃烧、一次中间再热、全悬吊结构变压直流炉。炉膛上部布置有屏式过热器，水平烟道依次布置高温过热器、高温再热器，尾部竖井四周为包墙过热器，分为前烟道和后烟道，其内分别布置有低温再热器和低温过热器、省煤器。最大连续蒸发量为1913t/h，过热器出口压力25.4MPa，过热器出口温度571℃；再热器出口压力4.71MPa，再热器出口温度569℃。

汽轮机采用上海汽轮机厂生产的单轴、三缸四排汽、超临界、一次中间再热、双背压、凝汽式汽轮机。

发电机为上海汽轮发电机有限责任公司生产的水氢氢汽轮发电机。

四大管道采用进口材料，其中主蒸汽管道和再热热段采用了P91。

二、主要焊接特点分析

与亚临界600MW机组相比，超临界机组焊接施工主要有以下5个特点：

一是焊口数量多，焊接工作量大。600MW超临界机组，焊口数量较同类型亚临界机组多15％以上；光锅炉本体部分的受监焊口就达 36000多道。

二是同部件相比材质普遍高一个等级。如水冷壁、包墙均为合金焊，加上由于超临界机组参数高而导致管材壁厚增加（仅壁厚大于70mm需分二次焊接的焊口数量就有138个），极大地提高了焊接和热处理工作的难度，使得焊接质量难以保障。

三是焊接位置困难，焊接质量难以控制。如省煤器、低温过热器、低温再热器蛇形管排布置在后炉膛内，管排间距小，位置困难，工作量大，困难位置焊口多达12610道；下部水冷壁为螺旋结构，施工工艺复杂，不利于焊接工作的进行。

四是焊接钢种复杂，现场管理难度大。本工程所用材质众多，主要有：SA-106C、SA-210C、15CrMoG、SA-335P12、SA213-T2、SA-213P12、12Cr1MoV、SA-213T23、SA-335P91、SA-213T91、SA-213TP347H、A672B70CL32、15NiCuMoNb5等十几种钢材的对接及异种钢焊接，现场管理难度大，稍有不慎，就会用错材料，导致巨大的损失。

五是特殊钢种的焊接，焊接工艺复杂。SA-213T23是国内较新的钢种；SA213-T91、SA-335P91属马氏体耐热钢，合金含量高，具有强烈的脆硬敏感性和焊缝根部焊接的易氧化性，这些钢材的焊接工艺复杂，在施焊中如果未能遵循正确的焊接工艺，很容易产生冷裂纹，严重影响焊接质量和机组的安全运行。

三、焊接质量管理与控制措施

作为集团公司首批单机600MW超临界火力发电机组，该公司非常重视焊接质量的管理和控制工作。工程伊始，工程部就未雨绸缪、积极应对，制定了质量目标，并从技术和管理上加大力度，采取了科学、缜密的措施，加强焊接质量的控制，确保取得满意的成绩。

制定高标准的焊接工程质量目标。具体内容包括：机组高压管道焊口无损检验一次合格率≥98%；锅炉整体水压一次成功，无渗漏；汽机中低压管道分部件水压一次成功，无渗漏；消灭漏焊，做到烟、风、煤、粉、汽、水、油管道焊口不渗漏；杜绝错发错用焊接材料的现象；受监管道焊口记录、焊口记录图齐全完整，无漏项；所有焊口外观成型美观。

加大焊接专业管理力量的投入。开工伊始，项目部就加强了焊接专业管理工作。从生产部门抽调了1名焊接专业的高级工程师和1名焊接技师，从事二期扩建工程的焊接管理工作；并要求监理公司在已有1名焊接监理工程师的情况下，又增加了1名焊接监理工程师；施工单位也配备了4名焊接专工或技术员，并配备了两名焊接质检员，从人员配置上满足了焊接工程管理的需要。

强化设备出厂前的质量控制和管理。由于电力市场的异常火爆，造成原材料生产企业和电力设备制造企业任务极度饱和。优质原材料的缺乏、工人连续加班加点、大量质量保证体系不完善的协作单位的参与，给产品的质量管理工作带来了前所未有的难度。面对严峻的现实，我们积极采取措施，加强了源头管理。

——委托专业单位进行设备的监造工作，实现全过程质量控制。驻厂监造人员负责对材料的进厂验收、下料、焊接、无损检测、出厂验收等环节进行全过程的见证和把关，核查相关的材质证明书、检验报告、焊接工艺卡等技术文件。发现问题及时向制造单位和项目公司反馈，积极督促制造单位进行整改和修复。

——高度重视设备出厂前的验收工作,确保设备“零缺陷”出厂。项目公司向三大主机制造单位和重要的辅机制造单位派出了多名经验丰富的驻厂人员，负责进度的协调和质量把关。重要设备或部件出厂前，项目公司组织厂内专业技术人员、并邀请实研所的专家前往制造单位进行出厂前的验收，提早发现问题，及时通知厂家进行妥善处理。

加强安装现场质量控制和管理。现场施工条件艰苦、装备简单，导致现场施工质量难以保证。为此，该公司有针对性地采取了许多科学、有效的措施，确保了工程质量。

——加强对高压焊工上岗前的培训和考核。开工前，该公司要求施工单位上报所有焊工的资质证书，由项目公司会同监理进行认真审查，审查合格后要求焊工进行一周左右上岗前的模拟练习，然后进行实际考核，只有考核合格者才能进入现场从事与合格项目相对应的焊接工作，达到了从源头上控制焊接质量的目的。

——严格审查焊接工艺评定报告和作业指导书。该公司会同监理认真审查了施工单位上报的与本工程相关的焊接工艺评定报告和焊接作业指导书共计40余份，发现问题后要求施工单位及时修正。同时，该公司还强调了施工工艺纪律，要求施工单位做到“没有开工报告不开工，没有技术方案不动工，作业指导书没有交底不施工”，并经常检查施工人员是否进行了技术交底、是否正确执行了作业指导书。事实证明，以上做法从根本上改变了过去技术方案和作业指导书流于形式的局面，为保证施工质量提供了技术保障。

——狠抓焊接施工过程控制。焊前，该公司会同监理认真审核合格焊工合格证及焊接作业指导书，进行模拟考试，设W点见证对口工序质量；施焊时，首先设H点对首只焊口进行质量检查验收，然后施工单位进行三级质检，监理部、工程部不定期进行现场巡检及工艺、质量检查；焊接后，督促检验单位严格按合同及规范的要求进行无损探伤。对重要的焊接部位(P91)实施了24小时的“旁站”监督。在工程建设期间，两次及时发现焊工不按焊接工艺规范施工，当场要求予以返工处理，并给予了重罚，起到了威慑作用。

——加强无损检验，提高焊接缺陷检出率。除了严格执行《火力发电厂焊接技术规程》（DL/T869-2004）等有关规程规定，该公司在合同中还明确规定，对受热面管子安装焊口进行100%射线检验，以期通过提高检验比例和采用先进的检验手段，来确保焊接质量。同时，针对超临界机组受热面管子内径小、容易堵塞的特点，加强了对焊缝背面余高的控制。评定底片时，焊缝背面余高有可能超过1.5毫米的焊口，一律返工重焊。

——充分利用各种技术资源。每周一次的焊接质量联合大检查，工程部会同监理、施工单位（两个施工单位交叉检查）并邀请生产部门、湖南中试所等单位的焊接技术人员，一道对机组的安装质量进行现场检查和资料如射线底片、光谱报告等抽查，取得了较好的效果。每两月一次的专家咨询单位来现场检查，该公司都邀请了焊接方面的专家来现场检查指导工作，给予了很大的帮助。

实践证明，湘潭发电公司在二期项目建设过程中通过采取以上种种措施，为确保工程焊接质量起到了很好的作用：

3号机组共完成受监焊口49854只，焊口无损检验一次合格率98.99%；

4号机组共完成受监焊口48160只，焊口无损检验一次合格率99.39%； 3、4号锅炉水压试验一次成功。3、4号机组焊接单位工程验收优良率100%。3、4号机组试运行和试生产期间未发生因焊口质量原因导致的“四管爆漏”事故。