電廠管道帶壓焊接堵漏操作方法

1、電廠管道帶壓焊接堵漏操作方法摘要：在電力工業(yè)生產(chǎn)中，容器和管道必不可少，其在生產(chǎn)過(guò)程 中由于種種原因會(huì)產(chǎn)生泄漏，如按常規(guī)方法進(jìn)行處理會(huì)使生產(chǎn)過(guò)程中 斷，為減小對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的影響，采用適當(dāng)?shù)暮附臃椒▽?shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程 不間斷的情況下對(duì)帶壓管道進(jìn)行堵漏。關(guān)鍵詞：壓力管道；焊接；密封前言在生產(chǎn)運(yùn)行中，壓力容器和壓力管一旦發(fā)生泄漏，很難在動(dòng)態(tài)條 件下進(jìn)行補(bǔ)焊。這是由于：一是熔融的金屬在沒(méi)有冷卻之前，有可能 被噴出的泄漏介質(zhì)噴跑；二是泄漏介質(zhì)本身有可能威脅施工人的人身 安全，尤其是易燃易爆高溫高壓的泄漏介質(zhì)，更難在動(dòng)態(tài)狀況下進(jìn)行 補(bǔ)焊。我廠在機(jī)組運(yùn)行中，多次進(jìn)行了在運(yùn)機(jī)組設(shè)備的帶壓堵漏，現(xiàn)結(jié) 合實(shí)際情況，從帶

2、壓堵漏條件、常規(guī)方法進(jìn)行論述，最后重點(diǎn)對(duì)可焊 裂紋堵漏進(jìn)行祥細(xì)的討論。一、帶壓焊接堵漏時(shí)母材的條件帶壓焊接時(shí)，母材必須有足夠的厚度。因?yàn)榇嬖诼c(diǎn)，母材金屬不 連續(xù),散熱能力降低，所以在焊接電弧的作用下，漏點(diǎn)邊緣的金屬溫度 極高，而散熱的速度慢,使漏點(diǎn)邊緣的金屬很快熔化，只有足夠厚的母 材才可防止邊緣熔化的金屬在迅速凝固之前被吹掉。同時(shí)，由于高溫 下母材強(qiáng)度降低，足夠厚的母材才不會(huì)被內(nèi)部有壓介質(zhì)破壞，所以帶 壓堵漏一般要求母材厚度在4 mm以上。如果母材厚度不夠,可以在母材漏點(diǎn)周圍由外及里一圈一圈地堆 焊，逐漸向漏點(diǎn)靠近，逐步增加漏點(diǎn)周圍母材的厚度，以增加母材的強(qiáng) 度和導(dǎo)熱能力，或者通過(guò)加裝閥門

3、來(lái)滿足焊接的要求。二、帶壓焊接堵漏的常用方法1、短管引壓焊接堵漏泄漏缺陷中較多一類情況是管道的壓力表、排放導(dǎo)淋管及其他引 出管根部斷裂或焊縫出現(xiàn)的砂眼、裂縫所造成的泄漏，這種泄漏狀態(tài) 往往表現(xiàn)為介質(zhì)向外直噴，垂直方向噴射壓力較大而水平方向相應(yīng)較 小。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，可在原來(lái)的斷管外加焊一段直徑稍大的短管，再 在焊接好的短管上裝上閥門，以達(dá)到切斷泄漏的目的。短管上應(yīng)事先 焊好以斷管的根部連接主管道外徑為貼合面的馬鞍形加強(qiáng)圈，以使焊 接引壓管更為可靠和容易。閥門以閘板閥為最理想，便于更好引壓。 這種方法處理時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單，可適用于中、高壓管道的泄漏故障。2、螺母焊接堵漏對(duì)一些壓力較低、泄漏點(diǎn)較小的

4、管道因點(diǎn)腐蝕造成泄漏的部位， 可采用螺母焊接堵漏的方法，即在管道表面漏點(diǎn)處焊上規(guī)格合適的螺 母，然后擰上螺栓，最后再焊死，達(dá)到堵漏的目的。這種方法用料簡(jiǎn) 單、影響面小。3、擠壓焊接堵漏對(duì)于那些易燃、易爆介質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)不能動(dòng)焊，如果泄漏量不大，內(nèi) 部介質(zhì)力不高，泄漏處管道又具有一定壁厚的情況，用擠壓堵漏的方 法。用銅質(zhì)防焊榔頭、鑿子，將漏點(diǎn)周圍金屬材料錘打，擠進(jìn)漏縫， 用沖擊力使管材金屬塑性變形，以達(dá)到堵漏的目的。如擠壓后再輔以 粘接、堆焊，其效果就更佳。這種方法較為實(shí)用。4、閥門堵漏對(duì)于尺寸較大的或母材較薄的漏點(diǎn)（一般母材壁厚小于4 mm）,不 能直接在缺陷處堵漏,可利用閥門堵漏。首先，打開(kāi)閥門，

5、把閥門進(jìn)口 端置于漏點(diǎn)周圍，使介質(zhì)全部或大部分從閥門出口噴出。該情況下焊 接閥門進(jìn)口與漏點(diǎn)周圍母材之間的焊縫比較順利，焊好后把閥門關(guān)死, 從而把漏點(diǎn)堵上。對(duì)于工作壓力不大以及檢修時(shí)壓力介質(zhì)噴出的沖擊 力也不大的情況，閥門可用法蘭加盲板代替。該方法可用于任何位置 的漏點(diǎn)補(bǔ)焊，因?yàn)榘验y門進(jìn)口端加工成適合漏點(diǎn)周圍母材狀況的形狀 不困難，焊接時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題。5、直接焊接堵漏對(duì)于有些泄漏量不大，壓力較低，管道有一定的金屬厚度或位置 又不容許加輔助手段的泄漏點(diǎn)，可采用直接焊接的方法，它主要是通 過(guò)與擠壓法交替使用，邊堆焊、邊擠壓，逐漸縮小漏點(diǎn)，最終達(dá)到堵 漏的目的。三、可焊設(shè)備、管道上出現(xiàn)裂紋帶壓焊

6、接堵漏基本原理：利用焊接過(guò)程中焊縫和焊縫附近的受熱金屬均愛(ài)到較 大熱應(yīng)力作用的規(guī)律，使泄漏裂紋在低溫區(qū)金屬的壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生 局部收嚴(yán)，在收嚴(yán)的小范圍內(nèi)是無(wú)泄漏的，補(bǔ)焊過(guò)程中只焊巳收嚴(yán)不 存在泄漏介質(zhì)的部分，并且采取收嚴(yán)一段補(bǔ)焊一段，補(bǔ)焊一段又會(huì)收 嚴(yán)一段，這樣反復(fù)進(jìn)行，直到全部焊合無(wú)泄漏為止。1、操作技術(shù)在有大量泄漏介質(zhì)噴出的情況下，采用帶壓焊接密封技術(shù)進(jìn)行補(bǔ) 焊作業(yè)的難點(diǎn)在于：焊接電弧的吹力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于泄漏介質(zhì)的噴出壓力。 補(bǔ)焊時(shí)，電弧一接觸到高壓噴出的介質(zhì)流，焊條的金屬熔滴及熔池內(nèi) 的液態(tài)金屬就會(huì)被吹跑，從而使電弧不能連續(xù)，穩(wěn)定地燃燒，補(bǔ)焊難 以達(dá)到目的。如果熔池金屬噴出過(guò)量，還會(huì)使泄漏區(qū)域

7、擴(kuò)大。因此， 帶壓焊接堵漏一定要在無(wú)泄漏介質(zhì)干擾的情況下進(jìn)行。采用分段逆向 施焊方法的目的就是使補(bǔ)焊的過(guò)程始終處于無(wú)泄漏狀態(tài)，這樣就能有 效地使焊接電弧避開(kāi)從裂紋噴出的泄漏介質(zhì)。因此，在補(bǔ)焊收和那一 段，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真觀察裂紋的收嚴(yán)情況，確認(rèn)下一步補(bǔ)焊的長(zhǎng)度。繼續(xù)補(bǔ) 焊時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接電弧與熔池的長(zhǎng)度，確保焊接電弧與熔池始終 處在裂紋收的范圍之內(nèi)。若操作技術(shù)不太熟練或收嚴(yán)的裂紋長(zhǎng)度不能 準(zhǔn)確判斷，補(bǔ)焊過(guò)程應(yīng)將焊接電弧與熔池控制在巳收嚴(yán)裂紋長(zhǎng)度的二 分之一范圍之內(nèi)。圖1是分段逆向焊接過(guò)程圖，在焊縫橫向壓縮應(yīng)力 作用下，前端的局部裂紋收嚴(yán)一段補(bǔ)焊一段，再收嚴(yán)一段，再補(bǔ)焊一 段，這樣把一條裂紋分成若干小

8、段，分次進(jìn)行。(a )運(yùn)條角度(b )運(yùn)條方向圖1 分段逆向焊接過(guò)程圖圖2 引弧點(diǎn)位置示意圖2、帶壓焊接堵漏的操作方法2. 1對(duì)巳收嚴(yán)的那一段裂紋補(bǔ)焊時(shí)，宜采用接觸法引弧，并且引弧點(diǎn)一定要落在巳嚴(yán)的那一小段裂紋上，風(fēng)圖2。2采用分段焊接法補(bǔ)焊設(shè)備及管道的裂紋時(shí)，每次補(bǔ)焊的長(zhǎng)度都很 短，有的甚至接近于點(diǎn)焊，因此要求運(yùn)條動(dòng)作要簡(jiǎn)便，帶壓補(bǔ)焊時(shí)， 焊條沿裂紋做直線移動(dòng)或稍有前后擺動(dòng)，動(dòng)作要快，電弧要短，防止 熔融金屬過(guò)多，阻礙電弧艱被焊工件的直接作用，造成未熔合。同時(shí)， 要注意控制熔深，一般可在被焊工件壁厚的40%左右，最大不超過(guò) 50%。工件較薄時(shí)熔深要小，以防燒穿。焊縫的形狀不一定要要求美 觀、

9、整齊，只要將泄漏堵住即可。2. 3采用帶壓焊接堵漏操作技術(shù)補(bǔ)焊裂紋時(shí)的運(yùn)條角度，要根據(jù)焊 工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及泄漏介質(zhì)的壓力等級(jí)而定。當(dāng)泄漏介質(zhì)壓力小于0.1MPa時(shí)，焊條的運(yùn)條角度應(yīng)垂直于被補(bǔ)焊 工件，如圖3所示。當(dāng)管道、容器內(nèi)介質(zhì)壓力在0.10.2MPa時(shí)，焊條的運(yùn)條角度與 裂紋縱向成7080。角，而與裂紋橫向垂直，如圖4所示。無(wú)論采 用何種運(yùn)條角度，都必須使焊條軸線對(duì)準(zhǔn)裂紋，嚴(yán)防燒偏。焊條焊條(a )運(yùn)條角度圖3壓力小于0.1MPa時(shí)運(yùn)條角度示意圖焊條焊條 TOC o 1-5 h z 70-80J,.力： 一.-2-8(a )運(yùn)條角度圖4壓力在0.1-0.2MPa時(shí)運(yùn)條角度示意圖2. 4每次補(bǔ)

10、焊的一小段的熄弧點(diǎn)均應(yīng)落在巳冷卻的焊縫金屬上，并 且應(yīng)當(dāng)超過(guò)補(bǔ)焊裂紋的前一段焊縫。熄弧時(shí)應(yīng)注意填滿弧坑。2. 5帶壓焊接堵漏作業(yè)中的焊縫位置是多樣的，但基本上可分為平 焊、橫焊、立焊和仰焊4種。由于焊縫位置的不同，補(bǔ)焊時(shí)所采用的 方式也有所區(qū)別。平焊和橫焊操作者可根據(jù)實(shí)際情況，選擇既方便操作又能保證完全覆蓋裂紋的任意端開(kāi)始補(bǔ)焊，在裂紋一端焊完一小段后，立刻到裂紋的另一端 施焊另一段。后一小段焊完，另一端焊好的焊縫巳經(jīng)冷卻，這樣交替 進(jìn)行，可以有效地縮短補(bǔ)焊時(shí)間，過(guò)程如圖五所示，最后接頭時(shí)注意 焊縫質(zhì)量，熄弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑。采用兩端同時(shí)補(bǔ)焊要從安全角度出發(fā)， 切忌忙亂而造成事故，其操作方向與分段逆

11、向焊法的要領(lǐng)基本相同。立縫補(bǔ)焊應(yīng)從上端開(kāi)始，逐段往下進(jìn)行，其過(guò)程如圖6所示。帶壓補(bǔ)焊之 前先在裂紋上端無(wú)泄漏介質(zhì)噴出的金屬上從上到下焊一段3050mm 長(zhǎng)的焊縫，焊縫所產(chǎn)生的橫向壓縮應(yīng)力會(huì)使其下部的裂紋收嚴(yán)2 20mm，如圖6a所示；將巳收嚴(yán)的的一小段從下至上進(jìn)行焊接，在焊 合之后，其下部裂紋同樣又會(huì)有28mm的一小段收嚴(yán)，如圖6b所示。這樣收嚴(yán)一段，補(bǔ)焊一段，反復(fù)進(jìn)行，直到把裂紋全部焊合，如圖6c所示。補(bǔ)焊過(guò)程中應(yīng)當(dāng)防止鐵水下墜，形成未熔合或落入裂紋內(nèi)， 影響其收嚴(yán)嚴(yán)效果。此時(shí)采用擋板避免上述兩種意外事故的出現(xiàn)是十 分有效的。擋板可由另一操作人員掌握，壓在裂級(jí)收嚴(yán)與未收嚴(yán)的交 界處，即漏與不

12、漏交界處，隨著補(bǔ)焊過(guò)程的進(jìn)行，逐段向下移動(dòng)。焊 好后再按正常的立焊方法在焊縫上再加焊12遍，由于是在沒(méi)有泄漏的情況下進(jìn)行的，應(yīng)當(dāng)保證焊縫質(zhì)量。圖5兩端補(bǔ)焊示意圖（a）起弧階級(jí) （b）逐漸收嚴(yán)階級(jí)（a）收中階級(jí)圖6 立焊補(bǔ)焊仰焊仰焊補(bǔ)焊困難會(huì)大一些。操作時(shí)可從既方便操作，又能保證安全 的任意一端開(kāi)始。補(bǔ)焊時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意防止因躲避沿裂紋噴出的介質(zhì)而造成的焊條傾斜、燒偏。每次補(bǔ)焊的一小段要根據(jù)情況，判斷準(zhǔn)確， 并適當(dāng)把補(bǔ)焊長(zhǎng)度縮短一些，每次補(bǔ)焊的長(zhǎng)度應(yīng)占裂紋巳收嚴(yán)部分的 1/22/3為宜。3、管道環(huán)焊縫破裂的帶壓焊接方法管道對(duì)接焊縫的任何部位出現(xiàn)裂紋,幾乎都包含有平縫、立縫及 仰縫隙或3種同時(shí)都有，情

13、況較為復(fù)雜。因此，在帶壓補(bǔ)焊這類裂紋 時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況，采取不同的施焊方法。2.2.1當(dāng)裂紋發(fā)生在工藝管道的某一側(cè)，最大開(kāi)裂不到整個(gè)環(huán)焊縫的 1/2圓周時(shí)，可以把它當(dāng)作立焊縫處理。施焊時(shí)，從裂紋的上端開(kāi)始， 按照立焊補(bǔ)焊的程序分段逆向施焊，最后焊到底部，將裂紋全部焊合， 并且要注意熄弧時(shí)的焊縫質(zhì)量。如果裂紋發(fā)生在管道的某一側(cè)，而且最大開(kāi)裂范圍巳經(jīng)超過(guò)了 1/2圓周時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照裂紋發(fā)生在上部及下部時(shí)的處理方法分別處理。 2.2.2當(dāng)裂紋發(fā)生在運(yùn)行管道的下部，無(wú)論是一段小裂紋，還是裂開(kāi) 1/2圓周的裂紋，除因泄漏太大，操作人員無(wú)法靠近補(bǔ)焊之外，都可 以指導(dǎo)它當(dāng)作兩個(gè)側(cè)焊縫，分別進(jìn)行處理。補(bǔ)焊時(shí)可

14、以從任一側(cè)裂紋 的上端開(kāi)始，按立焊補(bǔ)焊程序進(jìn)行，補(bǔ)焊到管道裂紋的底部即可停止。 再?gòu)挠嘞碌牧鸭y另一側(cè)上端開(kāi)始補(bǔ)焊，過(guò)程同上，直至管道泄漏裂紋 全部焊合，再增強(qiáng)補(bǔ)焊12遍。如果泄漏管道直徑較大，其下部發(fā) 生的裂紋很小、很短，可以把它當(dāng)作仰焊縫的情況直接處理。2.2.3泄漏發(fā)生在流體輸送管道的上部，如果管道直徑很大，而裂紋 較小，則帶壓焊接操作過(guò)程秘平焊基本相似，如圖7所示，施焊程序 按平焊的補(bǔ)焊程序進(jìn)行。運(yùn)條方向圖7大直徑管道補(bǔ)焊示意圖4、帶壓逆向補(bǔ)焊焊接參數(shù)的選擇n4.1電源和焊條焊接電源采用一般常用的電焊機(jī)，交流、直流均可（酸性焊條） 或直流（堿性焊條）。酸性焊條采用直流電焊機(jī)時(shí)正接。電焊條

15、宜采用直徑為3.2以下的焊條。補(bǔ)焊第一層宜選用酸性焊 條，以防產(chǎn)生大量氣孔，蓋面酸、堿性焊條均可，如一般碳素鋼(Q235 或#20)管道，補(bǔ)焊第一層宜選用E4303電焊條，加強(qiáng)層可選用E4303 或 E5015。4.2焊接電流電弧的電磁力是促進(jìn)熔滴過(guò)渡的作用力，電磁力的大小取決于電 弧電流密度，電流密度越大，電磁力就越大;反之電磁力就越小。因此， 帶蒸汽、空氣等介質(zhì)壓力補(bǔ)焊時(shí)宜采用大的焊接電流，焊接電流的選 擇應(yīng)比正常情況下焊接相同工件時(shí)的大3050A，帶水補(bǔ)焊時(shí)，焊接 電流應(yīng)比正常情況下焊接相同工件時(shí)的大5070A。4.3電弧長(zhǎng)度在手弧焊應(yīng)用的范圍內(nèi)，電弧電壓與電弧的長(zhǎng)度成正比，即電弧 越長(zhǎng)

16、，電弧電壓就越大;反之電弧電壓就越小。同時(shí)，由于焊條的斷面 直徑小，而焊件的截面積大，焊接時(shí)焊條上的電流密度比焊件上的電 流密度大，電弧磁力線呈喇叭狀分布，電弧越長(zhǎng),靠近焊件的電流密度 就越稀，電弧的電磁力就越小，不利于熔滴過(guò)渡。帶壓補(bǔ)焊時(shí)，應(yīng)盡量 把電弧壓短，一般以24mm為宜。4.4焊接層數(shù)用分段逆向焊法將裂紋焊合后，如焊縫的質(zhì)量和外觀形狀都不理 想，需按正常焊接方法加焊12遍。焊第二遍之前，應(yīng)將帶壓補(bǔ)焊 時(shí)形成的第一層焊縫的缺陷盡量消除，表面未熔合部分應(yīng)將其焊縫或 焊瘤燒掉，重新補(bǔ)焊。對(duì)有少量泄漏的砂眼，可用刨錘尖捻嚴(yán)后點(diǎn)焊。 對(duì)焊縫的過(guò)高、過(guò)陡部分應(yīng)燒掉，使整條焊縫從外觀看，高度相仿、

17、 寬度大體一致，然后將焊渣清除干凈。加焊第二層焊縫時(shí)，所選擇的焊接電流和焊條規(guī)格同帶壓補(bǔ)焊相 同，型號(hào)可以不同(如酸性焊條改堿性焊條)。運(yùn)條時(shí)，焊條在做縱 向移動(dòng)的同時(shí)應(yīng)做橫向擺動(dòng)，擺動(dòng)幅度應(yīng)超過(guò)第一層焊縫的寬度，電 弧長(zhǎng)度保持在34mm左右，以防形成過(guò)高、過(guò)陡的焊縫。焊接表層焊縫時(shí)，焊接電流可比帶壓補(bǔ)焊時(shí)的電流適當(dāng)減小一些， 但仍需大于正常情況下焊接相同材質(zhì)時(shí)所使用的焊接電流。焊接輸送 蒸汽、壓縮空氣等氣體介質(zhì)的管道、容器時(shí)，焊接電流應(yīng)比正常情況 下焊接相同工件大1020A,而焊接輸水管道及容器時(shí)，焊接電流應(yīng) 比正常情況下相同材質(zhì)工件大2030A。運(yùn)條的速度與焊條的橫向運(yùn) 動(dòng)應(yīng)均勻，以便形成

18、較整齊、美觀的焊縫。5、具體事例2006年我廠12號(hào)機(jī)組高壓導(dǎo)管疏水漏汽后，在無(wú)法停機(jī)的情況 下進(jìn)行帶壓堵漏，管道材質(zhì):12Cr1MoV,規(guī)格:48 mmX6 mm,工作壓 力p=13.2 MPa,t=535C，走向：垂直位置，泄漏位置：橫焊縫上， 缺陷種類：橫向裂紋，長(zhǎng)度：近50mm。堵漏時(shí)使用ZX7-400STG （奧 太）焊機(jī)，采用直流反接方式，焊接方法:手工電弧焊，焊接材料:R317, 焊材規(guī)格：2.5 mm,焊接電壓為2025 V/焊接電流為7080 A。 利用晚上機(jī)組降負(fù)荷，并做好相關(guān)安全措施（高溫防護(hù)服等）后進(jìn)行 直接補(bǔ)焊，效果很好。四、結(jié)論上述是在發(fā)生泄漏時(shí)為保證生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行，避免停機(jī)或停 系統(tǒng)而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失而對(duì)帶壓管道進(jìn)行暫時(shí)性帶壓焊接密封 的方法，分別在介質(zhì)為壓縮空氣、水及蒸汽等多個(gè)不同的場(chǎng)合下進(jìn)行 了成功的運(yùn)用，并取得了成功