小议电站锅炉四大管道检验漏洞

小议电站锅炉四大管道检验漏洞

王永兵

新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，乌鲁木齐 830011

一、概述

2016年8月11日15时20分许，湖北省当阳市马店矸石发电有限责任公司高压蒸汽管道发生爆管事故。截至11日晚20时，事故已导致21人死亡、5人受伤，其中3人重伤。根据初步调查，事故原因是当阳市马店矸石发电有限责任公司热电项目在建调试过程中，因高压蒸汽管道破裂，蒸汽外泄所致。从图片和媒体发布的信息来看，这部分高压蒸汽管线恰巧是锅炉集汽集箱（或过热器出口集箱）至汽轮机高压主汽阀内的一部分。而对于此部分管道的监察和检验相当时间以来没有统一的定论，本文将将梳理此部分管道的来龙去脉并针对检验检测中遇到的问题进行论述。

二、分析

《中华人民共和国特种设备安全法》第二十五条中强调“锅炉、压力容器、压力管道元件等特种设备的制造过程和锅炉、压力容器、压力管道…安装、改造、重大修理过程，应当经特种设备检验机构按照安全技术规范的要求进行监督检验；未经监督检验或者监督检验不合格的，不得出厂或者交付使用”。《特种设备安全监察条例》（国务院令第549号）第二十一条也有类似的论述。从法律法规层面来说压力管道包含压力管道元件应进行监督检验。在2013年1月16日颁布的《压力管道元件制造监督检验规则》规定了无缝钢管的监督检验范围，但2013年6月13日质检总局“检办特函〔2013〕583号）文件” 以贯彻落实《国务院机构改革与职能转变方案》要求，暂缓实施《压力管道元件制造监督检验规则》。2015年“质检办特〔2015〕675号”关于进一步完善压力管道气瓶安全监察工作，结合新修订的《特种设备目录》对于压力管道监察中遇到问题决定对部分压力管道元件制造许可、压力管道的监督检验范围、压力管道的安装要求等进一步进行了明确。如此反复，对于压力管道及元件的监督检验各地实施情况并不让人满意，有些管道并没有进行检监。

压力管道是连接电站锅炉和汽轮机的大动脉。2012年10月23日颁布《锅炉安全技术监察规程》（以下简称《锅规》）首次明确了电站锅炉包含四大管道，结束了原《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（以下简称《蒸规》）中对于管道范围属不属于锅炉的长期争论。原先许多检验单位将锅炉的四大管道中主蒸汽管道、热段管道仅到过热器或再热器集箱锅炉出口侧，主给水管道和冷段管道仅仅涉及到炉侧。但从2013年6月1日《锅规》正式实施以来，对于四大管道的检验范围界限的定论确没有明确的界限说明。在此之前，很多省市在监察方面对此部分管道概念更不清晰，往往认为此部分管道属于锅炉部分，此部分管道没人管理也不会管理，监管的责任只是使用单位自己管理。

在检验方面，原先四大管道多数检验单位认为此部分管道属于动力管道，而这部分管道由于参数中的压力、温度级别高，又锅炉检验单位对原《蒸规》的不同理解，不愿检验此部分管道。划分不清往往在检验环节对于属于管道和锅炉互相推诿，致使此部分管道在一些地方属于检验的真空地带。

2015年10月颁布的《锅炉监督检验规则》和《锅炉定期检验规则》将电站锅炉的四大管道范围首次进行了非常明确的规定。但在实际实施过程中对于四大管道的安装监督检验和定期检验仍有不明确和无法实施的地方。如在《锅炉监督检验规则》中3.2.2（6）中“当锅炉范围内管道不是锅炉本体制造单位制造时，还应当审查锅炉范围内管道的制造监督检验证书，是否齐全、有效…”，对于的四大管道的制造监督检验证书实际在电站锅炉安装过程中此条难以实施。这有质检总局“检办特函〔2013〕583号）文件”暂缓实施《压力管道元件制造监督检验规则》的原因，也有许多其他原因。目前在电站锅炉安装过程中此部分的管道一般由设计单位、建设单位自己采购，锅炉厂对此部分管道只涉及到炉侧。笔者对全疆所有再热器机组的电站锅炉四大管道制造监督检验报告进行了追踪，没有一台电站锅炉四大管道有制造监督检验证书，仅有原《蒸规》确定的锅炉范围内确定的四大管道出具整台锅炉的制造监督检验证书或有分包商制造的四大管道具有制造监督检验证书，但此部分四大管道只是原《蒸规》涉及到的炉侧。

此外，安装过程中四大管道由于厚度大，安装单位考虑工期、壁厚、射线源投射时间长底片模糊等因素，检测单位普遍采用脉冲反射超声波探伤的形式对安装焊口进行检测，实际上由于四大管道焊口常有直管和弯管结合情况以及大小头弯曲弧度大采用超声波探伤脉冲反射法盲区很大，往往又难以复现等情况，虽然很多安装单位即使有超声波高级人员存在，但实际上他们很少进入现场参与检验，很多中级人员水平有限，致使这部分安装焊口漏检率很高，焊接质量如果控制不严，此部分安装焊口很难有质量保证，锅炉运行后期将缺陷重现。近些年来鲜有TOFD进行探伤的情况，但结构原因、打磨的光滑度要求、试块的调整到位等诸多因素，此方法很难大规模推广。又如，在主蒸汽管道上锅炉额定蒸汽温度在560℃（含）以上往往几乎使用SA-335P91,580℃以上（含）使用SA-335P92，而SA-335P91材料管的几乎只集中在国内的北方重工、美国的威曼高登、德国的瓦伦瑞克和日本的新日铁住友四大管道制造厂， SA-335P92材料目前世界上仅有美国的威曼高登、德国的瓦伦瑞克可以制造，国内许多管道制造企业购买后进行管道的锻造和加工成型，水平层次不齐，造假普遍存在，这从电监会和五大发电集团的通报上可以看到比比皆是。最后，四大管道安装完成后由于结构和支吊架结构原因水压试验几乎从来设计不被涉及。

在锅炉定期检验方面，此部分管道由于是设计单位购买，几乎看不到强度计算的结果，管道制造单位更不会提供强度计算书，毕竟强度计算结果是由其参数情况决定，检验方面对SA-335P91材料何时不能使用至今没有统一的定论。安装检验中涉及的超声波检测问题定期检验环节仍然存在，对于角焊缝的检验和由于特殊结构的检验实际仅能用表面探伤的方法。

在锅炉外部检验过程中，发现运行之中由于机组长期运行和反复启停，加上原先设计、制造、安装等诸多方面原因，四大管道支吊架状态会发生变化，常常发现存在吊架弹簧压死、脱空、恒力支吊架热位移不够，吊架腐蚀、吊杆歪斜、松动等问题，这些问题的存在必然会改变支吊架载荷的合理分配，恶化管道和机组的运行环境，同时，不合理的应力分布会导致管道应力蠕变损伤加快，如不及时处理必然缩短管道使用寿命，给管道和机组的安全运行带来严重威胁。在此部分，新《锅炉定期检验规则》虽有涉及，但从未涉及怎么解决。

此外，四大管道涉及的管道阀门管件更是在检验中问题百出，由于四大管道涉及参数高，阀门管件要求高，但在检验过程中常常发现阀门和管件使用劣质元件，也和国家监管体系在此方面的疏漏有关。

三、解决措施和结论

针对以上诸多问题建议从以下发面处理。

一）梳理压力管道及其元件制造监督检验体系，对于压力管道及其元件进行进一步分级，明确哪些必须进行监督检验，哪些不需要监督检验。

二）对于安装和检验中涉及的由于结构原因的焊缝建议采用新技术，如相控阵技术，同时，加快相控阵技术在国内标准体系的建立。

三）针对以上问题四大管道在检验的应力分析，支吊架进行核算，分布进行评定，在检验员检验师培训环节，增加此部分的理论学习。

四）对于阀门和管道元件进一步加强许环节，同时，细化分类。