電站鍋爐受熱面管子安裝焊口焊接缺陷的產(chǎn)生及防止

1、電站鍋爐受熱面管子安裝焊口焊接缺陷的產(chǎn)生及防止            我們知道在大型電站鍋爐安裝中焊接工作量非常大，以300 MW機(jī)組為例，鍋爐的受熱面管子安裝焊口約為2 萬個(gè)之多。由此可知，焊接質(zhì)量是鍋爐安裝工程的重中之重，直接關(guān)系到鍋爐能否安全運(yùn)行。氬弧焊封底時(shí)膜式水冷壁焊口的未焊透、手工焊蓋面時(shí)省煤器(32 mm×3.5 mm) 、過熱器(38 mm×3.5 mm) 等小口徑管焊口起弧和收弧處的氣孔是電站鍋爐安裝中容易產(chǎn)生的焊接缺陷。筆者結(jié)合多年監(jiān)檢實(shí)踐并查閱

2、有關(guān)資料，就上述缺陷的產(chǎn)生和防止提出自己的觀點(diǎn)，以與同行商榷。1 膜式水冷壁安裝焊口打底焊道未焊透缺陷產(chǎn)生的主要原因電站鍋爐膜式水冷壁一般是用規(guī)格為60 mm×5 mm或51 mm×5 mm的鰭片管組焊而成的大片，在安裝施工中一般先在現(xiàn)場地面水平預(yù)制組焊成整體，再吊裝就位。預(yù)制采用手工鎢極氬弧焊封底加手弧焊蓋面的工藝進(jìn)行。焊縫經(jīng)X射線探傷檢查一次合格率比較高，但在所發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷中，有相當(dāng)一部分未焊透缺陷。經(jīng)研究分析，產(chǎn)生未焊透的原因是多方面的，當(dāng)焊工技能、焊接參數(shù)等能夠滿足焊接質(zhì)量要求時(shí)，產(chǎn)生此缺陷的主要原因有以下幾方面(1)模式水冷壁管屏工地進(jìn)行管子對接安裝,由于窄間隙

3、有障礙操作極容易在3點(diǎn)、9點(diǎn)處位置產(chǎn)生未焊透、未熔合曲線。 （2）管子周圍壁厚不等，組對每片水冷壁時(shí)，先將距焊口約50 mm 處的鰭片用氣割切去。在割去鰭片處沿管周弧長約12 mm的范圍內(nèi)，管壁比其它處厚1.52 mm。再加上此處(焊口3點(diǎn)和9點(diǎn)處）焊接時(shí)受兩側(cè)管的障礙，如果在焊接參數(shù)相同的情況下，不采取相應(yīng)措施，極易在此處出現(xiàn)未焊透缺陷。（3）組對間隙不一致，鍋爐制造廠提供的膜式水冷壁半成品件是由多根管子組焊成一片。在工地進(jìn)行片與片組裝時(shí)，就要同時(shí)組對多個(gè)焊口，然而使組對間隙相同非常困難。另外，多個(gè)焊口不可能同時(shí)焊接，當(dāng)焊完一部分焊口，其余尚未焊的焊口間隙就會縮小，甚至為零。這些焊口在施焊中

4、很容易出現(xiàn)未焊透缺陷。（4）強(qiáng)力組對出現(xiàn)的錯(cuò)口。由于半成品水冷壁在制造、長途運(yùn)輸和存放過程中會產(chǎn)生一定的變形，在現(xiàn)場地面水平預(yù)制時(shí)，多個(gè)焊口就有可能不在一條水平線上，也就是說產(chǎn)生焊口組對不平齊的現(xiàn)象。此時(shí)若采取強(qiáng)力組對，被強(qiáng)行組對的管子在TIG打底焊熱源的作用下，有可能復(fù)原產(chǎn)生錯(cuò)口。如果此時(shí)正好由于上述（2）的原因使對口間隙趨于零時(shí)，就會導(dǎo)致單側(cè)或雙側(cè)未焊透現(xiàn)象。2 未焊透的防止措施（1）每片半成品水冷壁組對前，應(yīng)認(rèn)真校驗(yàn)焊口平齊情況，對于較輕微的變形可采用火焰矯正或機(jī)械方法矯形后再組對。有的（焊有銷釘?shù)啮捚埽┳冃翁螅w矯形困難大的可先將制造廠所焊鰭片間的連結(jié)焊縫割開，其割縫長度根據(jù)變形

5、程度及應(yīng)力大小而定，一般不超過1 500 mm，然后再單根管矯形。待整片水冷壁組焊完后，再將割開的鰭片焊縫采用分段退焊法重新焊好。（2）嚴(yán)格控制多個(gè)焊口組對的最小間隙和最大間隙，使其中最小組對間隙能滿足焊接質(zhì)量要求；最大組對間隙不超過5 mm。施焊時(shí)，采取先焊間隙較小的焊口，后焊間隙大的焊口。這樣既能避免產(chǎn)生未焊透，還有助于減少焊接應(yīng)力和變形，同時(shí)可減少焊口浪費(fèi)。（3）對于每片最后焊的焊口間隙過小而不易保證焊接質(zhì)量時(shí)，可使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊，以使電弧集中，易于焊縫根部熔透。（4)改變原來在下面施焊焊工的操作方式，把添加焊絲的工作改由上面的焊工進(jìn)行，這樣，下面的焊工可以集中精力操作焊槍，

6、將電弧始終準(zhǔn)確地對準(zhǔn)焊縫根以確保熔透。為了保證焊絲能夠準(zhǔn)確地加入熔池，先將焊絲端部按管子直徑彎曲，由上面的焊工手持焊絲并將焊絲上提，使其緊貼坡口間隙，然后由下面的焊工引燃電弧將坡口鈍邊和焊絲同時(shí)熔化形成封底焊縫。如此焊出的封底焊縫不僅能實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形，而且還可以保證焊縫背面的余高不超標(biāo)，滿足水冷壁管內(nèi)通球的要求。同時(shí)可提高焊縫一次合格率和封底效率，并節(jié)約焊絲。 （5）當(dāng)焊至鰭片部位時(shí)( 焊口3 點(diǎn)和9 點(diǎn)處），因此處受管間距限制，除最好使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊，增大焊槍可達(dá)性外，關(guān)鍵應(yīng)適當(dāng)降低焊速，增加電弧在此處的停留時(shí)間，待熔池尺寸與其它部位相等，熔融金屬成“滲入”狀態(tài)時(shí)再前移。同時(shí)

7、下面的焊工盡量向上多焊一段，為焊縫接頭創(chuàng)造條件。焊后可用手電筒從尚未焊的坡口間隙向管內(nèi)照明觀察已焊部位的熔透情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。需指出的是，當(dāng)采用尖銳的鎢極施焊且現(xiàn)場風(fēng)大時(shí)，需采取防風(fēng)措施，避免產(chǎn)生氣孔缺陷。3 小口徑管手工焊蓋面引弧和收弧時(shí)氣孔的產(chǎn)生主要原因氣孔產(chǎn)生的因素是多方面的。當(dāng)施工現(xiàn)場焊前準(zhǔn)備工作相當(dāng)充分合格，已嚴(yán)格做到：嚴(yán)格遵守焊接參數(shù)并保持穩(wěn)定；電流的極性及其種類影響不大；焊件坡口符合要求且清理干凈，使用的低氫型焊條嚴(yán)格烘培，并放在保溫筒內(nèi)，隨用隨?。缓腹べ|(zhì)量意識強(qiáng)；具有嚴(yán)密的防風(fēng)防雨措施；X射線檢驗(yàn)結(jié)果氣孔也非氬弧焊所致時(shí)，氣孔的產(chǎn)生往往是由于引弧和收弧不當(dāng)引起的。我們知道

8、氣泡上浮速度與熔池金屬粘度成反比，對于小口徑焊口來說，起弧點(diǎn)（除了冶金過程產(chǎn)生的氣體外，還有藥皮保護(hù)效果差，易混入氣體）溫度較低，冷卻快。又由于坡口小，焊速快，收弧點(diǎn)輸入熱量相對較少，同樣冷卻快。于是熔池金屬的粘度急劇增加，使氣泡上浮速度大大減小，因而焊縫中的氣泡來不及逸出而殘存在內(nèi)部形成氣孔。綜上所述，起弧收弧點(diǎn)產(chǎn)生氣孔的主要原因是由于熔池冷卻快，氣體在熔池中來不及逸出。因此，根據(jù)現(xiàn)場的客觀條件采取對策。4 氣孔防止措施4.1 熱引弧法在引燃電弧的12 s內(nèi)，使加熱電流Ih是恒定電流I的1.52倍，以便易于激發(fā)電弧，迅速建立氣體保護(hù)，阻止外界氣體混入。同時(shí)使母材中輸入熱量增大，熔池冷卻速度減慢，金屬粘度緩慢增加而利于氣體逸出，這種熱引弧法對減少起弧處的氣孔特別有效，但它需要人配合，在引弧時(shí)調(diào)節(jié)電流，可見熱引弧法具有其局限性。4.2 采取特殊工藝措施起弧收弧時(shí)采取適當(dāng)?shù)倪\(yùn)條方法，在正仰焊稍遠(yuǎn)處起弧，而后拉回正仰焊（或者說沿接頭稍遠(yuǎn)處起弧，而后拉回接頭處）。這樣可以使起弧點(diǎn)由于碳酸鈣（使用的都是低氫型焊條）分解形成的CO2保護(hù)不夠充分，混入的其它氣體重新逸出而避免產(chǎn)生