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火电建设中的焊接技术及其应用

发表时间：2020/11/9 来源：《建筑科技》2020年6月下作者：王进

[导读] 随着电力事业的不断发展，我国火电厂建设规模越来越大，在火电厂建设中，会使用多种施工技术，其中焊接技术直接影响着火电厂建设的质量，因此非常有必要对火电建设中焊接技术的应用进行分析。

浙江省杭州市中国能源建设集团浙江火电建设有限公司王进

摘要：随着电力事业的不断发展，我国火电厂建设规模越来越大，在火电厂建设中，会使用多种施工技术，其中焊接技术直接影响着火电厂建设的质量，因此非常有必要对火电建设中焊接技术的应用进行分析。本文也正是以此为目的，首先简单阐述了火电建设中焊接技术的特点，随后分析了超临界发电机机组锅炉、高压管道与管壁、烟气加热器转子组等对焊技术的应用。
关键词：火电厂；焊接技术；应用
        前言：当前，我国火电厂正朝着大型化、高参数的方向不断发展，由此也就极大拓展了焊接技术在火电建设中的应用范围，而为了保证火电厂的建设效果，使各项设备投入运行后能够更加稳定，必须明确的火电建设中焊接技术的特点以及焊接技术在焊接技术的有效应用策略[1]。
        一、火电建设中焊接技术的特点分析
        在火电厂建设中，焊接技术的特点主要体现在以下四个方面：第一，工作量越来越大，一台规格为1000mw的机组，焊口数量甚至会达到数万个。第二，复杂性越来高，这是因为用于焊接的金属结构形式随着发电机组规模的增加变得越来越复杂。第三，焊接用钢材的种类越来越多。第四，随着发电机组的不断增大，对焊接施工的要求也越来越高。这些特点证明我国的电力事业正在不断发展，因此此时明确焊接技术的应用。
        二、火电建设中焊接技术的应用
       （一）焊接技术在超临界发电机组锅炉中的应用
        超临界发电机组是当前火电厂主要的发展方向，其原料为马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢，马氏体耐热钢主要在发电机组管道和过热器管上应用，虽然这种材料的综合性能非常好，但是经过焊接施工后部位易脆化，而且长时间受热的部位会软化并产生焊接冷裂纹，长时间使用后也会出现较为特殊的裂纹。而奥氏体耐热钢的问题也体现在焊接部位，主要是焊接接头处的应力腐蚀以及晶间腐蚀，同时材料本身的焊接问题也比较明显。
        我国对这些问题做了大量研究，最后结合的相关基础理论知识、超临界发电机组的应用情况提出解决问题的方法，具体有以下几点：第一，降低预热阶段额的温度，并使用具备低能量的焊接线进行焊接。这是因为焊接部位的脆化问题主要来自粗晶组织，而奥氏体耐热钢需要比较长的融化时间，在融化过程中晶体会快速生长，进而逐渐形成奥氏体组织，这种组织不仅比较粗大，而且在冷却过后会产生更加粗大的马氏体组织，如果使用较低的能量进行焊接就可避免产生粗大的马氏体，达到有效控制脆化的目的。第二，焊接结束以后，应及时对焊接部位进行消氢和热处理。这是因为在焊接过程中，相应部位会附着一定量焊接设备产生的氢，如果氢的含量过高极易引发钢材裂缝，进而严重降低钢材的稳定性，而通过消氢和热处理可有效解决这一问题。第三，在接头处加入其他合金元素，以此为焊接提供辅助，继而达到提升接头韧性的目的。

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        随着供电压量的不断提升，火电厂供能能量越来越大，同时人们也对火电厂也提出了非常高的环保要求，在这样的背景下，必须积极提升火电机组的参数和工作效率，同时减轻运行过程中对环境的影响，因此需要做好材料的选择，同时结合相应材料特性开展焊接.当前超级304是应用较为普遍的材料，这种材料的优势是强度大、抗腐蚀，其基础材料是TP403H，通过添加3%的铜和0.45%铌，经过弥散强化处理后极大提升了这种材料的应力水平。虽然这种材料的优势非常明显，但也引发了新问题，比如合金元素增加以后，液体金属粘度也会随之提升，进而导致流动性减低，不利于焊接工作的顺利开展。为了解决这一问题，焊接过程中需要选择合理的坡口角度和清理方法，同时对层间温度进行控制，同时还要对焊接工艺进行合理选择。这就要求需从以下几方面入手：第一，可以选择钨锥并打磨成15，这是因为钨极越尖电弧就会越集中，当电弧足够集中后就可形成熔池，可促进焊接的顺利开展，而且具有提升焊接速度的作用，层间温度过高的问题可因此得到有效控制。第二，在熄弧的斜坡处重新引弧，以避免出现的未熔合的情况。最后，焊接过程中应严格控制底部焊缝的厚度。如果厚度过大会增大输入热量，致使层间温度升高，进而导致焊缝氧化，如果厚度过薄则会导致焊缝被烧穿，因此需要将焊缝厚度控制在合理范围内[2]。
        （二）焊接技术在高压管道和管壁上的应用
        火电厂的高压管道和管壁具有比较大的差别，而且有很多种类不同的钢接头，而且施工需在现场进行，这就为焊接造成非常高的难度，因此为了保证焊接质量需要提前制定完善的施工方案。结合高压管道和管壁的材料特性，同时考虑最终焊接效果，当前在高压管道和管壁的焊接中主要采用方法为是在主给水、再热冷段、主蒸汽、再热热段等部位采用氩弧焊，其他部位采用氩弧进行打底，同时采用电弧焊对盖面进行填充，焊接过程中将氩气冲入管道内部，利用氩气的特性提供保护，填充过程中可采用小电流、多焊层、多焊道的工艺，并利接套管进行焊接过渡。结束管座的焊接以后，可以对焊接部位进行检测，检测手段有无损探伤和表面渗漏探伤，探伤结束后复核光谱和硬度，最后便可达到理想的焊接效果。
        （三）焊接技术在烟气加热器转子组上的应用
        当前人们对火电厂提出了越来越高的环保要求，火电厂也通过各种手段减轻了对环境的影响，其中烟气脱硫是非常重要的一项。在烟气脱硫装置中，烟气加热器转子组的作用非常重要，因此必须做好该设备的安装和焊接施工。正式开始焊接之前需对设备的形式和特点进行全面分析，制定最为合理的焊缝填补方案和变形抑制方案，以此达到减少焊接参与和盈利、变形的目的。另外在焊接时必须全程监控，如果发生形变或的出现了较大偏差要及时报告，然后对相应位置进行纠正，从而有效避免烟气加热器转子组后续使用的各种问题，最终获得最好的烟气脱硫效果。
        结束语：综上所述，焊接是火电建设中一项极为重要的施工内容，相关人员对此应提高重视，并仔细研究焊接方案，以此才能保证火电厂的正常运行。本文对此作了简要分析，以期对火电建设的顺利开展具有一定促进作用。
参考文献
[1]翟利鹏.火力发电厂建设中异种钢焊接技术[J].建筑工程技术与设计，2017，08(36):18-23.
[2]梅春卫，陈广帅.焊接管理在火电厂建设中的重要作用[J].环球市场，2017，06(18):283-283.