浅谈电站锅炉检修焊接质量控制

发表时间:2020/9/8   来源:《中国电业》2020年3月9期   作者:张敏
[导读] 电站锅炉是承压类的特种设备
        摘要:电站锅炉是承压类的特种设备,由于检修中各受压元部件在规格类型、材料类别、焊接方法、焊接型式、焊接位置、组装工艺等方面有着较大差异,而电站锅炉检修中的焊接质量又会直接影响到锅炉的长周期稳定运行乃至火电机组的安全经济长周期运行。因此,应采取严格的控制措施,保证电站锅炉检修中的焊接质量。
关键词:电站锅炉;焊接;质量控制

0引言
电站锅炉无泄漏是火电机组得以有效运行的重要保证。为了促进我国电力行业能够更加稳定有效的发展,本文通过对电站锅炉检修焊接质量的检验管理上进行了详细的阐述,进而为提高电站锅炉检修焊接质量提供一定的借鉴作用。
1现阶段我国电站锅炉焊接工艺概述
电站锅炉金属是在高温、高压的工况下长期使用,运行条件恶劣,结构应力复杂。近些年随着火电机组高参数、大容量机组的不断投产,所用钢材的等级提高,焊接工作量不断增大,焊接工艺越来越复杂,为更好了保证电站锅炉长周期运行,对锅炉检修焊接质量的提出了更高的要求。焊接质量可以说直接影响火电机组是否能安全经济长周期运行。在火电机组锅炉维护检修过程中,适宜的焊接工艺是焊接接头质量的保障,必须要严格按照相关的焊接标准以及焊接工艺文件进行科学的焊接。
近些年,虽然我国的焊接技术得到了非常迅速的发展,而且锅炉的焊接工艺技术也得到了很大改善,并且也在很大程度上促进了我们锅炉制造与检修水平的有效提高,但是因为多方面原因的影响,使得在锅炉检修维护过程中,焊接工艺仍然存在一定的问题,从而使得锅炉受压元件在使用过程中会出现提前失效,所以对锅炉焊接工艺进行科学的优化,不断提高焊接水平,只有这样才能更好地保障电站锅炉乃至火电机组安全经济及长周期运行。
2当前电站锅炉焊接技术存在的主要质量缺陷
2.1焊接裂纹
焊接裂纹的存在对焊接质量有很大的影响,在锅炉受压元件焊接过程中,导致焊接裂纹出现的原因有很多,比如说焊接材料选用不合理、焊接环境不恰当以及母材金属的碳含量和硫磷含量过高等,都会在一定程度上导致焊接裂纹的出现。焊接裂纹在很大程度上降低了焊接质量,电力行业焊接技术条件中不允许焊接接头中存在裂纹。
2.2未熔合
未熔合也是目前锅炉焊接工艺技术中存在的缺陷之一。造成焊接未熔合的原因大多数都是由于在焊接的过程中,焊接的速度太快或者焊接的电流过小导致的,如焊接散热速度太快,从而导致母材的开始端为熔化,焊接温度不够,不能够将母材表面的污物充分熔化等。电力行业焊接技术条件中不允许焊接接头中存在未熔合。
2.3 气孔
焊接过程中熔池金属高温时吸收和产生的气泡,在冷却凝固时未能逸出熔池而残留在焊缝金属内所形成的孔穴,称为气孔。气孔是一种常见的缺陷,不仅出现在焊缝内部与根部,也出现在焊缝表面。焊缝中的气孔会影响焊缝外观质量,削弱焊缝的有效工作截面,降低焊缝的强度和塑性,贯穿性气孔则使焊缝的致密性破坏而造成渗漏。
2.4未焊透
未焊透是指焊接时接头根部金属未被焊接热能量完全熔透的现象。单面焊时,焊缝熔透达不到根部为根部未焊透;双面焊时,在两面焊缝中间也可形成中间未焊透。未焊透会削弱焊缝的工作截面,降低焊接接头的强度并会造成应力集中。电力行业焊接技术条件中不允许焊接接头中超过一定容限量的未焊透。
2.5夹渣
焊后残留在焊缝中的熔渣,称为夹渣。夹渣是一种宏观缺陷。夹渣的形状有圆形、椭圆形或三角形等,存在于焊缝与母材坡口侧壁交接处,或存在于焊道与焊道之间。夹渣可以是单个颗粒状分布,也可以是长条状或线状连续分布。夹渣的存在会减少焊接接头的工作截面,影响焊缝的力学性能(抗拉强度和塑性)。电力行业的焊接技术条件中允许存在一定尺寸和数量的夹渣。
3电站锅炉检修焊接质量控制措施
3.1焊接材料选择控制
对于不等强度级别钢材的焊接,原则上应选择低强度等级的焊接材料,但在某些特殊情况下,例如点固焊或厚件的第一道焊往往有强度高的要求,因此可以选用高强度等级的焊接材料。焊接材料的选择还应综合考虑组装结构、工艺因素和刚度等特点,例如形状复杂、结构刚性大和壁厚较大的焊件在焊接过程中会产生较大的焊接应力,进而容易产生裂纹,因此,必须要选用抗裂性好的低氢型焊条。另外,应采购和使用符合国家相关技术规范和标准的焊丝、焊条等焊接材料。对焊接材料的采购应严格把关,严格执行出入库制度,防止不合格的材料入库,杜绝错用不合格的焊接材料。
3.2使用优质的焊接设备
电站锅炉压力容器焊接过程中,保证其质量是重中之重,那么选购优质焊接设备就是基础,保证了焊接设备质量这样才能顺利完成焊接工作。首先在选购焊接设备时就得选择优质设备,符合国家质量规定的,通过安全部门检验的正规产品,只有选用适宜的焊接设备才能与承担的焊接工作相适应。

有些企业为了降低成本提高利润,会选购低廉价格的设备,或者小作坊未通过国家检验的仪器,使用这种质量不过关的焊接设备导致锅炉受压元件焊接质量难以保证,从造成的后果上来说这是非常不经济的。在焊接设备的日常使用中,需专业人员对焊接设备进行定期养护,把工作重心落实到各个环节中,仪器周期检查确保设备的正常运转,设备中存在的问题能够及时发现,采取措施解决焊接设备使用中的问题。焊接设备上显示各项参数的电压表、电流表、流量计等仪表,应定期校验。
3.3焊接环境控制
在特定的条件下,环境因素对焊接作业和焊接质量的影响比较大。在组装焊接过程中,焊接操作常常在室外露天作业,必然会受到外界自然条件(例如温度、风力、湿度和雨雪天气等)的影响。在其他因素正常的条件下焊接,也有可能单纯因环境因素造成焊接质量问题。环境因素的控制措施相对简单,当环境条件不符合焊接作业规定要求时,或搭建防风护罩,或对焊接元部件进行适当预热,或停止焊接作业。
3.4焊接过程的控制和管理
3.4.1做好焊接工艺评定工作
为正确的完成锅炉受压元件的焊接任务,应按照规定程序制定焊接工艺卡或焊接作业指导书等焊接工艺文件,焊接工艺文件必须要以焊接工艺评定为依据。故电力检修企业需要按照电力行业焊接工艺评定规程的规定开展焊接工艺评定,以验证拟定的焊接工艺的正确性,并形成焊接工艺评定报告,作为编制焊接工艺文件的依据。应注意的是电力检修企业焊接工艺评定需覆盖其承担锅炉检修项目所有受压元件焊接所需要的焊接工艺。焊接工艺评定不能为了应付检查而沦为形式,要与锅炉受压元件的实际施焊参数相符,要能正确验证和反映焊接工艺评定的正确与否,做为指导焊接生产的依椐和条件。
3.4.2控制焊接的规范性
在对受压元件进行焊接时,检验人员一定要监督焊工按照焊接的标准和焊接工艺指导文件要求对其进行焊接处理,焊工在完成焊接工作之后,一定要严格的按照其规定的位置在指定的位置上印上焊接钢印,同时还要在焊接记录卡上填写好记录。此外,在这一过程中还需要检验员对其进行签字认可,这样才能使得焊接的质量能够得到有效控制。
3.4.3严格控制焊接的温度
在锅炉受压元件的焊接过程中,焊接环境温度应不低于允许焊接操作的最低环境温度,这个最低环境温度因钢材不同而不同,A-Ⅰ类钢材为-10℃;A-Ⅱ、A-Ⅲ、B-Ⅰ类为0℃;C类不作规定。每个焊接工序周围都设有屏蔽,以防止侧向风的侵入,保证焊接质量。同时焊接现场应该具有防潮、防雨、防雪设施。如按火力发电厂焊接技术规程的要求需进行焊前预热,则要按规定进行焊前预热,未进行预热不得进行焊接,预热可有利于降低焊接接头的冷却速度,避免淬硬组织,减少焊件的热应力,对于淬硬倾向较大的钢材,焊前预热是防止产生冷裂纹的有效措施。各类钢材施焊的预热温度与层间温度要严格按火力发电厂焊接技术规程的要求控制好。
3.4.4控制受压元件焊接接头的质量
当受压元件的焊接接头经无损检测发现存在不合格的缺陷时,首先应查明不合格焊接接头的产生原因,制订可行的返修方案,返修方案需经焊接技术负责人审定,然后才能进行返修,返修需按照工艺要求实施。同一位置上的返修次数一般不超过三次,耐热钢不应超过两次。返修情况需在相应的承压部件设备档案上作好记录。
3.5焊接质量检验
焊接质量检验是焊接质量控制的最后的一道工序,也是关键的一道工序,在锅炉检修的焊接检验验收中,一般采用三级质量检查验收制度,以确保焊接质量的可控、再控。同时按国家相关标准对焊接接头进行跟踪无损检测过程中,必须做到首先所有的无损检测一定要在外观检查工序合格的基础上进行,其次隐蔽工程必须在无损检测合格后才能进行,同时在跟踪检测的过程中,应对每个焊工的焊口做好记录,将每个焊工的焊口检测合格情况都以书面的形式汇报给焊接技术人员和焊接质量检查人员,以便他们随时掌握焊接的质量情况,针对出现的焊接通病,及时采取措施解决焊接中遇到的问题。对焊接质量不稳定的焊工要查明原因、追根溯源,对于确实无法胜任的高压焊工,不得从事电站锅炉受压元件的焊接工作。
4结语
总之,随着电力行业的发展,人们对于焊接技术的需求越来越大,同时要求也是越来越高,因此需要不断的创新技术,从而才能够进一步推动产业的发展。当前我国电站锅炉压力容器制造与检修技术已经达到一定水平,但还具有较大的提升空间,因此进一步加强对其的研究非常有必要,从而不断提升电站锅炉检修焊接技术水平。
参考文献
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