某發電公司1號爐為上海鍋爐廠生產的亞臨界600MW鍋爐。自2006年6月投入運行至2009年1月C級檢修，累計運行約22000h。鑒于其他發電公司同類型鍋爐發生因末級再熱器管卡處磨損而泄漏的問題，故在本次檢修中對末級再熱器進行重點檢查，結果發現末級再熱器管卡處存在多處管子磨損問題。末級再熱器管排共計76排，橫向間距254mm，縱向間距114mm．每排由10圈管組成，背火側管材為SA213-T91，規格為∮63 mm×4mm．迎火側管材外l～6下數第一道焊口上為12CrIMoV。管排共有4道疏型管卡固定，防止管排散亂，并使管排有一定剛度。
1、磨損原因分析
    鍋爐運行過程中在煙氣的擾動作用下，管排的晃動幅度較大，特別是在左右側墻沿再熱器出口管圈高度方向布置的三臺蒸汽吹灰器投運時，噴嘴對再熱器管排有一個非常大的擾動，使得管排的晃動幅度大大增加。管子與管卡之間有一定的間隙，管卡在運行過程中不能很好地約束管排，在氣流的作用下形成振動，振動的管子與管卡形成相對運動，造成管壁磨損。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    疏形管卡設計不合理。管卡為鍋爐廠自帶，它是由3mm厚的奧氏體不銹鋼ICr20Ni14Si2鋼板剪切組焊而成的。管子在管卡內晃動、振動時，管卡和管壁接觸面積較小，為線接觸；兩者之間會發生“鋸割”磨損，嚴重時發生泄漏。
2、處理措施
2.1對末級再熱器進行普查
    將末級再熱器的管卡全部去除，將管排橫向定位板割開并將管排拉開足夠間距對管卡處的磨損情況進行檢查，結果發現147處磨損，其中T91管37處，其余為12CrMoV管，磨損最深處約2.0mm。如果將所有的磨損部位割去加上短節重新焊接，會增加數百道焊口，增加了鍋爐運行的不安全性，且會造成無謂的浪費，故決定對管子磨損部位進行補焊處理。
2.2末級再熱器補焊工藝措施
    根據鍋爐說明書及GB/T9222-2008《水管鍋爐受壓元件強度計算》進行計算，算得管子最小需要壁厚為2.2 mm。而DUT939-20054(火力發電廠鍋爐受熱面管監督檢驗技術導則》第6.6.1條規定再熱器管壁厚減薄量不應超過設計壁厚的30%，經專業討論研究決定補焊工藝措施如下：
    (1)本次檢修對末級再熱器管屏磨損1.0 mm以上部位進行補焊處理。對于低于1.0 mm的溝槽本次可暫不補焊，只需要打磨至圓滑即可。
    (2)施焊前應將磨損部位及四周10～15 mm范圍內的鐵銹、污物等打磨干凈至露出金屬光澤，打磨時應盡量采用電動式鋼絲刷避免金屬減薄。補焊方法采用手工氬弧焊，焊前用角向砂輪機（錐型磨頭）將磨損部位及周圍10～15mm范圍內打磨出金屬光澤。
    (3) 12CrlMoV鋼補焊工藝可以按該鋼對接焊焊接工藝執行，焊前可不進行預熱，焊后不進行熱處理，管子內部不進行充氬，本文不現贅述。
    (4) T91鋼與12CrlMoV鋼鋼不同，焊前需進行預熱，焊后進行熱處理，在氬弧焊打底及填充第一層焊道時，管子內壁應充氬氣保護。由于現場內部無法充氬，故不能按其對接焊焊接工藝執行。有些人認為只需在打底過程中充氬保護，實際上氧化產生的時間是在鎢極氬弧焊打底后的第一層填充焊道焊接過程中。在打底焊接過程中，氬氣可以通過熔孔和間隙流到背面，在熔化和結晶過程中是能夠保護焊縫和近縫區高溫金屬的。而在第一層填充焊道焊接過程中，管內氬氣泄漏，保護失敗，當根層內表面溫度達到固相線附近時，鉻開始迅速氧化，氧化所產生的熱量進而提高根層溫度使根層焊縫金屬達到燃點，根層焊縫金屬部分或全部燃燒成氧化渣，或流掉或粘在焊縫金屬上呈菜花狀，這些菜花狀的氧化渣已失去金屬性質。顯而易見，它減小了焊接接頭的有效截面，即降低焊接接頭的強度。“過燒”嚴重時，未燒掉的根層焊縫金屬還會存在“過燒組織”或裂紋。
    產生“過燒”的根本條件有二：一是氧氣，二是溫度。能消除其中之一就解決問題了。由于是補焊，管子內部無法充氬，只能通過控制根層焊縫金屬內表面溫度，使之達不到燃燒溫度。為防止T91鋼在補焊時管子內壁溫度過高而出現氧化現象，在施焊前，進行同樣規格材質的管子仿樣練習，確定不發生氧化的最合理的焊接工藝參數，保證在焊接過程中焊縫內壁金屬始終處于不超溫狀態。經多次練習認為在焊前預熱溫度100～150℃，預熱寬度每側不少于100mm的條件下，焊絲選用∮2.5 mm、鎢極為Ø2.5mm、氬氣流量為10～15 L/min、電流70～90A、電壓10～14V、焊接速度50～60mm/min、焊層厚度0.5mm時，焊接金屬能保證熔透且內壁不會發生氧化。焊接過程中焊工應嚴格按工藝進行施焊，層間溫度控制在100～150℃，每焊完一道焊縫后應待焊接區域溫度降至預熱溫度后方可繼續施焊，嚴禁連續焊接以防止管道內壁金屬超溫。焊后立即按圖4所示工藝進行熱處理。
2.3改變管卡結構
采用半圓式抱卡結構替換原來的管卡，解決了管屏再次磨損問題。
    更換管卡后至今機組已運行1年多，未發生因管卡處磨損而泄漏的問題，期間對管壁進行檢查，未發現磨損現象；且補焊處與母材結合良好，說明補焊措施得當，焊接工藝執行良好。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3、結論
    (l)原設計管卡結構不合理，運行過程中易與管壁產生磨擦，從而管壁減薄引起爆管停機；更換成半圓式管卡可以有效地解決管壁磨損問題。
    (2)對管子進行補焊滿足現場使用要求，且可節省工期及材料。
    (3)對T91鋼進行補焊時應注意內壁氧化問題，在小規范、快速度，薄焊道的焊接工藝下可以防止內壁氧化。
    (4)制定出合理的補焊工藝，控制好補焊的每個環節，工藝及操作措施得當，補焊質量是可以保證的。