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[摘 要]本文简要介绍了我国火力发电厂金属技术监督的目的和“安全第一，预防为主”的方针和主要任务。并着重介绍了金属监督工作中常用到的磁粉探伤法、超声波探伤法、着色探伤法、射线探伤法等方法，以及在电厂中的锅炉和汽机等主要零部件的金属监督。和电厂金属监督这一工作未来的发展趋势。
[关键词]金属，监督，安全，探伤，管道
中图分类号：TU8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0369-01
1、前言
金属技术监督是保证火力发电厂安全生产的重要措施，它贯穿在机组的设计、制造、安装、调试、运行、停运、检修和改造等各个环节的全过程技术监督和技术管理工作中。通过对受监督部件的检测和诊断，能够及时了解并掌握火力发电厂金属部件的质量状况，防止由于选材不当、材质不佳、焊接缺陷、运行工况不良、应力状态的改变等因素而引起的各类事故，从而减少非计划性停运次数，提高设备的安全运行的可靠性，延长设备的使用寿命。
2、金属监督的任务
在金属监督工作中，要做好监督范围内的各种金属部件在制造、安装和检修中的材料质量、焊接质量、部件质量监督以及金属试验工作。检查和掌握受监督部件服役过程中金属组织变化、性能变化和缺陷的发展情况。发现问题及时采取防爆、防断、防裂措施对于调峰运行机组，其重要部位应加强监督。还要及时了解受监督范围内管道长期运行后的应力状态和对其支吊架全面性检查的结果。参加受监督金属部件事故的调查和原因分析，总结经验，提出处理对策并督促实施。还要参与焊工培训考核工作。参与新机组的监造和老机组更新改造工作，参加带缺陷设备和超期服役机组的安全评估、寿命预测和管理工作。
3、金属监督的方法
3.1 磁粉探伤法
磁粉探伤是表面探伤法之一。它是以对导磁金属的电磁感应或被磁化等的物理现象为基础。当磁性金属制成的工件被磁化后，若金属内部组织非常均匀，则在它的内部就产生了均匀分布的磁力线，倘若其中存在气孔、裂纹、夹渣等缺陷时，磁力线的均匀性就会受到破坏，产生散乱的磁场，在工件表面上撒上磁粉时，缺陷就会吸附磁粉，这样缺陷就显示出来了。
3.2 着色法探伤
着色探伤在工业生产中是较为广泛采用的一种表面探伤方法。其特点不需要专门的探伤装置，只需配置适宜的渗透剂、现象剂，即可获得探伤结果。工作原理是利用物理学中毛细管渗透吸附现象来实现的，即将擦洗干净的试件浸于渗透剂中，或将渗透喷剂涂在试件的表面，使具有良好流动性和渗透性的渗透剂渗入到试件表面的裂纹间隙内，待将试件表面擦拭干净并涂上显像剂后，渗入裂纹间隙的着色液，则基于毛细管渗透吸附作用重又渗到显像剂上，呈现出缺陷的形象。
3.3 超声波探伤法
脉冲反射法是利用超声波在同一个介质的传播过程中，遇到不同介质时均能导致声波反射的特性，例如金属内部的夹渣、气孔、裂纹、疏松等缺陷，都会因为声波的反射而在示波器上显示出脉冲讯号。当工件内部无缺陷时，从探头中的压电晶片发射出的声波直接被底部反射，使示波屏上只呈现出一个始脉冲的讯号和底脉冲的讯号；而当遇到横截面积小于波束面积的缺陷时，由于声波反射，则在示波屏上除原有的始、底脉冲讯号外，期间还呈现缺陷脉冲讯号，因此缺陷被顯现。同时根据缺陷脉冲在示波屏上的几何刻度线中的某一相应位置还可推算出缺陷存在的位置。
3.4 射线探伤法
X、γ射线之所以能在无损检测中得到广泛的应用，主要是因为它们能穿透普通光线所不能穿透的物质，它们在物质中的衰减作用，及对某些物质发生光化学作用和荧光作用。当射线穿过被透视的金属时，由于原子对辐射的吸收及射线的散射作用，它的强度受到削弱，材料厚度越大，强度减弱越甚。
四、锅炉主要部件的金属监督
4.1 锅炉受热面概况
锅炉受热面管包括省煤器、水冷壁、过热器和再热器，简称“四管”。“四管”泄漏是造成电厂非正常停机的最普遍、最常见的形式，一般占机组非正常停机事故的50%以上。由于“四管”泄漏严重影响了机组的安全性和经济性，因此备受电厂重视。
（1）过热爆管。分为长期过热爆管和短期过热爆管。长期过热爆管是管子在长时间的应力和超温作用下导致爆管。一般超温不大，过程缓慢，常发生在过热器和再热器上。短期过热爆管是超温幅度较高，在较短的时间内发生的失效现象。
（2）腐蚀。主要分为氢腐蚀、垢下腐蚀、碱腐蚀、氧腐蚀、氢脆等。
（3）疲劳。分为热疲劳、机械疲劳、腐蚀疲劳。
（4）机械磨损。机械磨损是受热面泄漏的非常普遍的一种形式，定位卡块的失效或夹持不牢会造成管排与管排之间、管排与加持管之间的磨损。当减薄到一定程度就会发生爆管。
4.2 机组运行期间的监督
在机组运行期间，运行人员和检修人员应定期检查管道支吊架和位移指示器的工作状态，特别要注意机组起停前后的检查，当发现有松脱、偏斜、卡死等情况，及时调整修复并做好记录。
主蒸汽管道、再热热段管道不得在超过设计规定的温度、压力下运行。在运行期间要做好超温情况的记录，包括超温幅度和超温时间的长短，以及超温次数的统计。在启动和运行中，应严格执行暖管和疏水措施，认真控制温升、降温速度，并监视管道膨胀情况。
5、汽轮发电机主要部件的金属监督
汽轮发电机的重要高速转动部件包括汽轮机大轴、叶轮、叶片和发电机大轴、护环、风叶等部分，这些部件的技术监督应从制造、安装、运行、维修和检查整个过程中进行。
5.1 安装检查
（1）根据相关标准规程的要求，对设备的完好情况和是否存在制造缺陷进行外观检查，对常用缺陷的部件和部位应重点检查，对汽轮机轴、调节级叶轮突角处和键槽等部位进行硬度检查。
（2）对于容量大于200MW的汽轮机大轴中心孔部位和焊接转子焊缝，若制造厂未提供完整检查报告或对其所提供的报告有所怀疑时，必须进行无损探伤检查。
（3）对于容量不小于10MW的汽轮机大轴，安装前由施工单位负责对大轴内外表面进行宏观检查，检查报告应和质量证明书等技术资料移交单位生产。
5.2 检修检查
（1）在机组投运后第一次大修时，对汽轮机大轴、叶轮、叶片和发电机大轴、护环风叶等部件进行宏观检查、无损探伤和金相组织的抽查。对于汽轮机大轴的应力较大的部位，如调节级叶轮根部、汽封和热槽及叶轮平衡孔部位，以及套装并用轴向键固定叶轮的键槽部位进行宏观检查，必要时需无损探伤。
（2）对于汽轮发电机大轴表面和空中心部位，如果制造厂家未提供详细的中心孔探伤检验资料，在首次大修时，必须对中心孔进行如下检查，对检测后无缺陷的大轴进行十万小时后进行第二次检测，以后的检测周期为十万小时。
6、金属监督工作的发展趋势
火力发电厂的金属监督工作要进一步深化为火力发电厂寿命管理，把金属监督工作融入寿命预测和寿命管理中。寿命预测和寿命管理比金属监督更深入、更广泛。寿命管理不但用于某些部件、某些材料，而且扩展到整台机组甚至整个电厂，寿命管理通过寿命预测，把定期的检修、检验、修补及更换以及运行条件的确定统一在一个计划中，使金属监督的检验工作融入电厂总的运行计划管理中，从而使金属监督工作更主动，并成为寿命管理系统中不可缺少的一环。
参考文献
[1] 赵永宁 邱玉堂. 《火力发电厂金属监督》北京： 中国电力出版社， 2007.
[2] 蔡文河 严苏星. 《电站重要金属部件的失效及其监督》 中国电力出版社， 2009
[3] 电厂金属材料. 水利电力出版社. 1978.
[关键词]金属，监督，安全，探伤，管道
中图分类号：TU8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0369-01
1、前言
金属技术监督是保证火力发电厂安全生产的重要措施，它贯穿在机组的设计、制造、安装、调试、运行、停运、检修和改造等各个环节的全过程技术监督和技术管理工作中。通过对受监督部件的检测和诊断，能够及时了解并掌握火力发电厂金属部件的质量状况，防止由于选材不当、材质不佳、焊接缺陷、运行工况不良、应力状态的改变等因素而引起的各类事故，从而减少非计划性停运次数，提高设备的安全运行的可靠性，延长设备的使用寿命。
2、金属监督的任务
在金属监督工作中，要做好监督范围内的各种金属部件在制造、安装和检修中的材料质量、焊接质量、部件质量监督以及金属试验工作。检查和掌握受监督部件服役过程中金属组织变化、性能变化和缺陷的发展情况。发现问题及时采取防爆、防断、防裂措施对于调峰运行机组，其重要部位应加强监督。还要及时了解受监督范围内管道长期运行后的应力状态和对其支吊架全面性检查的结果。参加受监督金属部件事故的调查和原因分析，总结经验，提出处理对策并督促实施。还要参与焊工培训考核工作。参与新机组的监造和老机组更新改造工作，参加带缺陷设备和超期服役机组的安全评估、寿命预测和管理工作。
3、金属监督的方法
3.1 磁粉探伤法
磁粉探伤是表面探伤法之一。它是以对导磁金属的电磁感应或被磁化等的物理现象为基础。当磁性金属制成的工件被磁化后，若金属内部组织非常均匀，则在它的内部就产生了均匀分布的磁力线，倘若其中存在气孔、裂纹、夹渣等缺陷时，磁力线的均匀性就会受到破坏，产生散乱的磁场，在工件表面上撒上磁粉时，缺陷就会吸附磁粉，这样缺陷就显示出来了。
3.2 着色法探伤
着色探伤在工业生产中是较为广泛采用的一种表面探伤方法。其特点不需要专门的探伤装置，只需配置适宜的渗透剂、现象剂，即可获得探伤结果。工作原理是利用物理学中毛细管渗透吸附现象来实现的，即将擦洗干净的试件浸于渗透剂中，或将渗透喷剂涂在试件的表面，使具有良好流动性和渗透性的渗透剂渗入到试件表面的裂纹间隙内，待将试件表面擦拭干净并涂上显像剂后，渗入裂纹间隙的着色液，则基于毛细管渗透吸附作用重又渗到显像剂上，呈现出缺陷的形象。
3.3 超声波探伤法
脉冲反射法是利用超声波在同一个介质的传播过程中，遇到不同介质时均能导致声波反射的特性，例如金属内部的夹渣、气孔、裂纹、疏松等缺陷，都会因为声波的反射而在示波器上显示出脉冲讯号。当工件内部无缺陷时，从探头中的压电晶片发射出的声波直接被底部反射，使示波屏上只呈现出一个始脉冲的讯号和底脉冲的讯号；而当遇到横截面积小于波束面积的缺陷时，由于声波反射，则在示波屏上除原有的始、底脉冲讯号外，期间还呈现缺陷脉冲讯号，因此缺陷被顯现。同时根据缺陷脉冲在示波屏上的几何刻度线中的某一相应位置还可推算出缺陷存在的位置。
3.4 射线探伤法
X、γ射线之所以能在无损检测中得到广泛的应用，主要是因为它们能穿透普通光线所不能穿透的物质，它们在物质中的衰减作用，及对某些物质发生光化学作用和荧光作用。当射线穿过被透视的金属时，由于原子对辐射的吸收及射线的散射作用，它的强度受到削弱，材料厚度越大，强度减弱越甚。
四、锅炉主要部件的金属监督
4.1 锅炉受热面概况
锅炉受热面管包括省煤器、水冷壁、过热器和再热器，简称“四管”。“四管”泄漏是造成电厂非正常停机的最普遍、最常见的形式，一般占机组非正常停机事故的50%以上。由于“四管”泄漏严重影响了机组的安全性和经济性，因此备受电厂重视。
（1）过热爆管。分为长期过热爆管和短期过热爆管。长期过热爆管是管子在长时间的应力和超温作用下导致爆管。一般超温不大，过程缓慢，常发生在过热器和再热器上。短期过热爆管是超温幅度较高，在较短的时间内发生的失效现象。
（2）腐蚀。主要分为氢腐蚀、垢下腐蚀、碱腐蚀、氧腐蚀、氢脆等。
（3）疲劳。分为热疲劳、机械疲劳、腐蚀疲劳。
（4）机械磨损。机械磨损是受热面泄漏的非常普遍的一种形式，定位卡块的失效或夹持不牢会造成管排与管排之间、管排与加持管之间的磨损。当减薄到一定程度就会发生爆管。
4.2 机组运行期间的监督
在机组运行期间，运行人员和检修人员应定期检查管道支吊架和位移指示器的工作状态，特别要注意机组起停前后的检查，当发现有松脱、偏斜、卡死等情况，及时调整修复并做好记录。
主蒸汽管道、再热热段管道不得在超过设计规定的温度、压力下运行。在运行期间要做好超温情况的记录，包括超温幅度和超温时间的长短，以及超温次数的统计。在启动和运行中，应严格执行暖管和疏水措施，认真控制温升、降温速度，并监视管道膨胀情况。
5、汽轮发电机主要部件的金属监督
汽轮发电机的重要高速转动部件包括汽轮机大轴、叶轮、叶片和发电机大轴、护环、风叶等部分，这些部件的技术监督应从制造、安装、运行、维修和检查整个过程中进行。
5.1 安装检查
（1）根据相关标准规程的要求，对设备的完好情况和是否存在制造缺陷进行外观检查，对常用缺陷的部件和部位应重点检查，对汽轮机轴、调节级叶轮突角处和键槽等部位进行硬度检查。
（2）对于容量大于200MW的汽轮机大轴中心孔部位和焊接转子焊缝，若制造厂未提供完整检查报告或对其所提供的报告有所怀疑时，必须进行无损探伤检查。
（3）对于容量不小于10MW的汽轮机大轴，安装前由施工单位负责对大轴内外表面进行宏观检查，检查报告应和质量证明书等技术资料移交单位生产。
5.2 检修检查
（1）在机组投运后第一次大修时，对汽轮机大轴、叶轮、叶片和发电机大轴、护环风叶等部件进行宏观检查、无损探伤和金相组织的抽查。对于汽轮机大轴的应力较大的部位，如调节级叶轮根部、汽封和热槽及叶轮平衡孔部位，以及套装并用轴向键固定叶轮的键槽部位进行宏观检查，必要时需无损探伤。
（2）对于汽轮发电机大轴表面和空中心部位，如果制造厂家未提供详细的中心孔探伤检验资料，在首次大修时，必须对中心孔进行如下检查，对检测后无缺陷的大轴进行十万小时后进行第二次检测，以后的检测周期为十万小时。
6、金属监督工作的发展趋势
火力发电厂的金属监督工作要进一步深化为火力发电厂寿命管理，把金属监督工作融入寿命预测和寿命管理中。寿命预测和寿命管理比金属监督更深入、更广泛。寿命管理不但用于某些部件、某些材料，而且扩展到整台机组甚至整个电厂，寿命管理通过寿命预测，把定期的检修、检验、修补及更换以及运行条件的确定统一在一个计划中，使金属监督的检验工作融入电厂总的运行计划管理中，从而使金属监督工作更主动，并成为寿命管理系统中不可缺少的一环。
参考文献
[1] 赵永宁 邱玉堂. 《火力发电厂金属监督》北京： 中国电力出版社， 2007.
[2] 蔡文河 严苏星. 《电站重要金属部件的失效及其监督》 中国电力出版社， 2009
[3] 电厂金属材料. 水利电力出版社. 1978.