有机热载体炉产品制造监检浅谈

《装备制造技术））２０１２年第１期　有机热载体炉产品制造监检浅谈　王维　（江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院，江苏南通２２６００１）　摘要：随着锅炉参数的不断提高，安全保障工作显得越来越重要，制造质量是安全保障的首要环节，通过产品监检，是　提高产品的制造质量的一种有效途径。有机热裁体炉监检过程中，虽然只有少部分制造要求与蒸汽锅炉有所区别，监检　员在明白两者之间的区别后，能更好的保证有机热栽体炉的监检品质，达到保障设备的安全使用的目的。　关键词：有机热栽体炉；蒸汽锅炉；监督；检测；试验　中图分类号：Ｇ６５４．０　文献标识码：Ａ　　・文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２０１２）０１—０２１５－０３　随着国民经济的发展、科学技术的进步和管理水　仅受火焰、烟灰作用，还承受一定的压力和有机热载　平的提高，我国锅炉行业发生了较大变化，尤其是蒸汽　体介质作用，因此应选用锅炉专用优质钢材，不得采　锅炉和有机热载体炉。随着锅炉参数的不断提高，安全　用铸铁或有色金属。　保障工作显得越来越重要，而锅炉的制造品质，是安全　铸铁是脆性材料，而脆性材料不能用于承压元　保障的首要环节，产品监检的作用越显突出。　件；另外与钢材比较，铸铁的金相组织比较疏松，有　机热载体在高温的工作条件下易渗漏。　１　设计　有机热载体炉的元件，不论受压与否，均应该与　蒸汽锅炉一样，按照国家锅炉计算标准进行计算（目　前我国现行锅炉强度计算标准包括《水管锅炉受压　元件强度计算》和《锅壳式锅受压元件强度计算》），　但其设计计算压力选取，确与蒸汽锅炉选取有所区　别，蒸汽锅炉设计计算压力选取一般是额定工作压　力，而有机热载体炉设计计算压力则为工作压力加　０．３　ＭＰａ，且不低于０．５９　ＭＰａ，计算公式及其他参量的　选取、系数的确定，都应按相应标准执行。　另外，有机热载体炉设计时，同蒸汽锅炉设计一　样，还要考虑到具有一定的弹性，要保证有机热载体　炉各部分，在运行中能够自由膨胀。有机热载体炉运　行中受热就会膨胀，如果受热元件不能自由膨胀，则　温度每升高１　ｏＣ，就会产生较大的热应力，从而引起受　热元件的损坏，甚至能造成锅炉事故的发生。因此，在　而有色金属材料与有机热载体接触时，有色金　属分子会自动向有机热载体介质中扩散，会起催化　剂作用，在高温条件下加剧有机热载体起化学反应，　从而导致有机热载体加速老化、变质，缩短有机热载　体的使用寿命，且能造成受热面过热；另外，有机热　载体介质对有色金属也有腐蚀作用，影响炉的安全　运行。因此，不仅在我国，在国外的有关规范标准也　均明确规定，有机热载体炉不准采用铸铁和有色金　属进行制造。　与蒸汽锅炉材料选用要求比较，蒸汽锅炉材料　选用可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》表３—１至　表３－６，其中是可以选用铸铁件，具体规定：　（１）不得用灰铸铁制造排污阀和排污管；　（２）额定蒸汽压力小于或等于１．６　ＭＰａ的锅炉　及蒸汽温度小于或等于３００ｃＣ的过热器，其放水阀和　排污阀的阀壳可用ＫＴＨ３００—０６、ＫＴＨ３００—０８、　０、ＫＴＨ３５０—１２可锻铸铁或ＱＴ４００—１８、　进行有机热载体炉设计时，应分别对有机热载体炉部　ＫＴＨ３００—１ＱＴ４５０—１０球墨铸铁；　件本身结构及整体结构上，考虑自由膨胀因素。　（３）额定蒸汽压力小于或等于１．６　ＭＰａ的锅炉　２材料的选用　的方形铸铁省煤器和弯头，允许采用牌号不低于　ＨＴ１５０的灰铸铁，额定蒸汽压力小于或等于２．５　ＭＰａ　有机热载体炉的工作条件较差，受热面元件不　的锅炉的方形铸铁省煤器官和弯头，允许采用牌号　收稿日期：２０１１－ｌ１－０７　作者简介：王维（１９８Ｏ一），男，江苏南通人，助理工程师，本科，研究方向为特种设备检验。　２１５　Ｅｑｍｐｍｅｎｔ　Ｍａｎ．ａｃｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｄｏｇｙ　Ｎｏ．１，２０１２　不低于ＨＴ２００的灰铸铁。在制造厂内，应对省煤器上　需制备焊接检查试板与焊接接头的力学性能试验，　使用的铸铁部分进行水压试验，其实验压力应等于　批量生产的锅筒，每１０台做１块（不足１Ｏ台也做１　块）纵缝焊接检查试板。试板制备及力学性能检验，　锅炉工作压力的２．５倍；　可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的要求。　对于液相炉的锅简及管子、管道对接接头，可免　采用的材料常见的主要有ＧＢ７１３—２００８中的Ｑ２４５Ｒ　做焊接检查试板，主要是考虑到液相炉本身承受的　而且《有机热载体炉安全技术监察规　和Ｑ３４５Ｒ，钢管常用２０＃锅炉专用优质无缝钢管。另　压力就比较低，（４）用于承压部位的铸铁件不准补焊。　目前，有机热载体炉、蒸汽锅炉受压受热元件，　外非受火焰接触的受压元件材料，常用Ｑ２３５Ｂ普通　程》对于有机热载体炉的焊接方法，做出了明确的规　优质钢。　３　焊接要求　（１）有机热载体炉管子与锅筒、集箱、管道应采用　焊接连接。有机热载体具有易渗透、易燃的特性，因此　对有机热载体炉整个产品的密封性，有较高的要求，由　于胀接或螺纹连接在结构上存在缝隙是无法避免的，　密封性不如焊接好，因此管子与锅筒、集箱、管道应采　用焊接连接，不得采用胀接或螺纹连接。　而对于这些情况，蒸汽锅炉是允许采用非焊接　连接的，比如对于水管锅炉，当受热面管与锅筒采用　胀接连接时，锅筒简体的取用壁厚不得小于１２　１１１／１１。　（２）焊接方法的选择要求。同样是由于有机热载　体的易渗漏、易燃的特性，防止产生有机热载体炉的　渗漏、燃烧而引起的火灾事故，因此要保证有机热载　体炉的焊接品质。　锅筒筒体的纵缝、环缝及封头的拼接必须采用　埋弧自动焊，当受工装限制时锅筒最后一道环缝的　内侧，允许采用手工电弧焊；而对于蒸汽锅炉，要求　锅炉主要受压元件的主焊缝ｒ锅筒（锅壳）、炉胆、回　燃室以及集箱的纵向和环向焊缝，封头、管板、炉胆　顶和下脚圈的拼接焊缝等１应采用全焊透的对接焊　接，并无像有机热载体炉一样要求具体的焊接方法。　另外，有机热载体炉的受热面管的对接焊缝，应采用　气体保护焊接。　（３）焊接工艺评定与执行。有机热载体炉同蒸汽　锅炉一样，焊接工艺评定都应按《蒸汽锅炉安全技术　监察规程》的规定执行，编制出科学、合理的焊接工　艺，制造焊接过程严格执行所规定的焊接工艺，保证　产品的品质。　４焊接检查试板制备与焊接接头的力学性　能试验　对于气相有机热载体炉，与蒸汽锅炉要求一样，　２１６　定，以及对焊接工艺评定也提出较高的要求：　按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定执行，　因此焊接品质是可以得到保证的，所以可免做焊接　检查试板。　５　外观检测　与蒸汽锅炉外观检测要求一样，有机热载体炉　受压元件的全部焊缝（包括非受压元件与受压元件　的连接焊缝）应进行外观检查，表面品质要求可参照　《蒸汽锅炉安全技术监察规程》，具体要求为：　（１）焊缝外形尺寸，应符合设计图样和工艺文件　的规定，焊缝高度不低于母材表面，焊缝与母材应平　滑过渡；　（２）焊缝及其热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑　和气孔；　（３）锅筒（锅壳）、炉胆和集箱的纵、环焊缝及封　头（管板）的拼接焊缝无咬边，其余焊缝咬边深度不　超过０．５　ｍｍ，管子焊缝两侧咬边总长度不超过管子　周长的２０％，且不超过４０　ｍｍ。　对于焊接的受热面管子，还应按ＪＢ厂Ｉ＇ｌ６１　１《锅炉　管子技术条件》进行通球试验。　另外，焊缝表面夹渣清理工作，往往是很容易被　人们忽视的。如果夹渣未能清理干净，有可能妨碍其　他缺陷的检出及定性。笔者曾监检过一台立式气相　有机热载体炉，做水压试验时，刚开始管子与锅壳的　角焊缝处的夹渣未能清理干净，最初并没有发现异　常情况。后要求对那些残留的夹渣彻底清除后，就发　现有一处冒处一丝极细的水束。这就是由于残留的　夹渣未能清理干净，而妨碍其他缺陷的检出。　《有机热载体炉安全技术监察规程》上，对锅炉　主焊缝的焊接和无损探伤，有着明确的要求规定，这　些焊接接头的品质有很好的保证；而其他的焊接接　头，如上述所举例的焊接接头，确不能像主焊缝一样　能保证品质。因此，对这些焊接接头外观检查时，就　需要特别在意清理夹渣等等，以保证后续的检验及　水压试验能及时发现缺陷。　《装备制造技术）２ｏ１２年第１期　另外，《有机热载体炉安全技术监察规程》未规　６无损检测　定的，气相炉可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》，　液相炉可参照《热水锅炉安全技术监察规程》。　相对于蒸汽锅炉而言，对有机热载体炉的无损　检测要求则较高，就以两种锅炉的锅筒（锅壳）纵环　缝及封头拼接焊缝探伤检查数量、有机热载体炉与　７　水压试验与气密性试验　蒸汽锅炉的集箱、管子探伤检查数量为例进行比较，　分别间表１和表２．　耐压试验是对锅炉品质进行综合性考核，可以　表１　有机热载体炉与蒸汽锅炉的锅筒（锅壳）纵环焊缝　防止带有严重品质问题或缺陷的容器投入使用。整　蒸汽锅炉锅筒（锅壳）纵环掉缝及封头拼接箍　机热载体炉锅筒（锅壳）纵环焊缝及封头拼接鹚　装出厂的有机热载体炉同蒸汽锅炉一样，在产品制　压力范围　）　探伤检查效ｔ（探伤比饲）　压力范围　探伤检查效量（探伤比例）　造完后，都需进行水压试验，试验压力值，是以额定　Ｐ《ｎ１　ｌＯ％射线探伤　工作压力来确定的，试验压力以１．５倍工作压力选　０．１．＜Ｐ《０．４　２５％射线探伤　ｎ４＜Ｐ＜２．５　１００％射线探伤　任何压力　１００％射线探伤。或１００％超　取，水压试验后应将水分排尽。有所区别的是，对于　声波＋至少２５％射线　２．５《Ｐ＜３．８　１００％射线探伤　或１００％超声波＋至少２５％射线　对于整装出厂的气相有机热载体炉，还应按额定工　Ｐ　３．８　１００％超声波＋至少２５％射线　作压力进行气密性试验，进一步检查非焊接部位密　对于有机热载体炉，考虑１００％超声波加２５％　封情况，以防止有机热载体泄漏而发生火灾等，而蒸　射线探伤，完全可以查出焊缝中存在的缺陷，达到安　汽锅炉一般无需进行气密性试验。　全要求，又可以降低生产成本。制造单位制造有机热　载体炉可根据实际情况，对这两种方法任选其一。　８　结束语　表２有机热载体炉与蒸汽锅炉的集箱、管子探伤检查数量比较表　蒸汽锅炉集　ｉ、管子、管道和其他管件的环焊缝　有机热载体炉集箱、管子、管道和其他管　（受热面蕾予　隆■焊除外）　件的对接接头　有机热载体炉与蒸汽锅炉监检过程中，大部分　外径Ｄ或璧　射线或超声波探伤　部件　探伤检查数量（探伤比例）　厚　ｍ）　检查数量（探伤比例）　过程控制都是相同的，虽然只有少部分制造要求有　Ｄ＞ｌ或ｒ　２５９　ｌ０　∞％　受热面管　辐射段ＩＩ　不低于接头效的１０％　所区别，但监检员需要弄清楚两者之间的区别，才能　集　不少于每条焊麓长度或环　①　箱　缝条敦的的２５％　对浇段ｌ不低于接头数的５％　更好的保证有机热载体炉的监检品质，保障设备的　制造厂内爰工　乱１《Ｐ《３．８　地应各至少抽　查街头的ｌ０　安全使用。　Ｄ《１５９　制造厂内、安装　气相炉可参照‘蒸汽锅炉安全　管　子　３．８《Ｐ＜９．８　工地至少分别　集箱　为接头数的　技术监察规程），照‘热水锅炉安全技术监察　液相炉可参　５ｏ％、２，％　规程）　参考文献：　制造厂内、安装　Ｐ　９【１劳部发（１９９６）２７６号，蒸汽锅炉安全技术监察规程【ｌ】Ｓ］．　．８　为接头数的　工地至少分别　ｌ０ｏ％、２５％　【２］劳部发（１９９３）３５６号，有机热载体炉安全技术监察规程【ｓ】．　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ａｂｏｕｔ　Ｏｒｇａｎｉｃ　ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｈｅａｔｅｒ　ＷＡＮＧｗｅｉ　（Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｅｍｂｒａｎｃｈｍｅｎｔ，　Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｊｉａｎｇｓｕ　２２６００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂｏｉｌｅｒ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｅｃｕｒｉｙｔ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ，ａｎｄ　ｈｔｅ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｑｕＭｉｔｙ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔｍａｎｔ　ａｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｗｅ　ｃａｌｌ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｑｕａｌｉｙｔ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｉｔ　ｉｓ　ａ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｗａｙ．Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｈｅａｔｅｒ，ｔｈｏｕｇｈ　ｈｔｅｒｅ　ｒａｅ　ａ　ｌｉｔｔｌｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｒｏｍ　ｓｔｅａｍ　ｂｏｉｌｅｒ，ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ｉｎｓｐｅｃｔｏｒｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｕｎｄｅｒｓｔｎａｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅｍ，ｗｅ　Ｃａｎ　ｄｏ　ｂｅＲｅｒ　ｔｏ　ａｓｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｙｔ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｈｅａｔｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅｕｓｅｗｉｈｔ　ｓａｆｅｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｒｇａｎｉｃ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｈｅａｔｅｒ；ｓｔｅａｍ　ｂｏｉｌｅｒ；ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ；ｔｅｓｔ　２１７