電站鍋爐受熱面管子安裝焊接缺陷的產(chǎn)生及防止

【摘要】電站鍋爐是電力廠用于發(fā)電的鍋爐，其大型的容量決定了其在電站鍋爐的安裝中焊接的工作量也很大。因此做好電站鍋爐受熱面管子的安裝焊接是非常重要的，決定了鍋爐的使用壽命和安全生產(chǎn)。本文就針對(duì)在電站鍋爐受熱面管子的安裝焊接中出現(xiàn)的一些缺陷進(jìn)行了分析，并采取了相關(guān)的措施阻止缺陷的產(chǎn)生。

【關(guān)鍵字】電站鍋爐；受熱面管子；焊接缺陷

一、引言

在我國(guó)，用火力進(jìn)行發(fā)電仍然是主要發(fā)電方式，因此作為火力電站的三大主機(jī)設(shè)備之一的電站鍋爐，也起著至關(guān)重要的作用，并且跟隨著時(shí)代的進(jìn)步也高速發(fā)展著。中國(guó)的電站鍋爐產(chǎn)業(yè)，既不是“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，也不是“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，伴隨我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，近年來(lái)工業(yè)鍋爐制造業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。其突出成效是：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)日益規(guī)范，技術(shù)水平逐步提高，產(chǎn)品品種不斷增加，經(jīng)濟(jì)規(guī)模顯著擴(kuò)大。

二、鍋爐受熱面管子安裝焊接缺陷產(chǎn)生的原因分析

電站鍋爐常見(jiàn)型式有倒U型、塔型和箱型，其循環(huán)方式包括自然循環(huán)、輔助循環(huán)、直流和復(fù)合循環(huán)4種方式。目前的電站鍋爐主力機(jī)組為300MW，鍋爐的受熱面管子的安裝焊接接口大約有兩萬(wàn)個(gè)以上，常見(jiàn)的焊接方法和適用范圍見(jiàn)下表。鍋爐受熱面管子的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到了鍋爐的正常運(yùn)行和鍋爐的使用壽命，焊接中會(huì)經(jīng)常產(chǎn)生各種問(wèn)題和缺陷，焊縫的質(zhì)量不僅直接決定于焊工的技術(shù)水平，其外觀質(zhì)量也體現(xiàn)了焊縫的整體質(zhì)量。

電站鍋爐膜式水冷壁就是把許多根鰭片管沿縱向依次的焊接起來(lái)，組成一個(gè)整塊的水冷壁受熱面。每一組件的大小按循環(huán)回路管組的要求整焊而成，安裝時(shí)組與組間再用焊接密封，使?fàn)t膛四周被一層整塊的水冷壁膜片嚴(yán)密地包圍起來(lái)。焊接的縫隙通過(guò)X射線探傷檢查，就可以查看出哪些焊接口出現(xiàn)缺陷。通常產(chǎn)生的缺陷和不足有：沒(méi)有控制好焊接時(shí)候的焊接電流、電弧電壓、焊接速度以及焊絲的直徑。焊接電流的增大，就會(huì)造成工件上的電弧力的熱輸入全部增大，造成熱源位置的下移，增大熔深，弧柱直徑增大，電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點(diǎn)移動(dòng)范圍受到限制，因而熔寬基本不變，焊絲熔化量也成比例地增多，所以余高增大；電弧電壓的增大就同時(shí)增大了電弧功率，這樣工件的熱輸入也同時(shí)增大，弧柱直徑增大，電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點(diǎn)移動(dòng)范圍受到限制，因而熔寬基本不變，焊絲熔化量也成比例地增多，所以余高增大；焊接速度增大時(shí)會(huì)造成熱輸入量減小，弧柱直徑增大，電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點(diǎn)移動(dòng)范圍受到限制，因而熔寬基本不變，焊絲熔化量也成比例地增多，所以余高增大；電流的種類(lèi)和極性也會(huì)對(duì)焊接的缺陷造成影響，比如熔化極電弧焊時(shí)，直流反接時(shí)焊縫熔深和熔寬都要比直流正接時(shí)大，交流電焊接時(shí)介于兩者之間；鎢極氬弧時(shí)直流正接的熔深最大，反接最?。缓附z的直徑和伸出長(zhǎng)度在融化極電弧焊時(shí)，如果沒(méi)有改變電流大小，就會(huì)減小焊絲的直徑，焊絲上的電流密度變大，熱量集中在小部分的焊絲上，熔深增大，熔寬減小，余高加大，焊絲伸出長(zhǎng)度加大時(shí)焊絲電阻熱增大，焊絲的融化量大大增加，減少熔深。

三、安裝缺陷的預(yù)防措施

對(duì)于在電站鍋爐受熱面管子安裝焊接缺陷，必須要采取相應(yīng)的措施來(lái)預(yù)防和減少這些缺陷的產(chǎn)生和發(fā)展。

焊接中出現(xiàn)的問(wèn)題諸如焊縫波紋粗劣，焊縫不均勻、不整齊，焊縫與母材不圓滑過(guò)渡，焊接接頭差，焊縫高低不平等現(xiàn)象，大部分是由于焊口的清理不干凈，焊接電流和速度等沒(méi)有控制好，可以對(duì)焊縫成型的焊縫進(jìn)行打磨、補(bǔ)焊，在操作之前應(yīng)該對(duì)工程圖紙進(jìn)行仔細(xì)的研究，嚴(yán)格地遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于不同的焊接位置用不同的焊接方法和焊接技能，合理控制好焊接電流和速度，同時(shí)提高自身的專(zhuān)業(yè)水平；對(duì)于在靠焊縫邊緣的母材上有凹陷或溝槽的焊接缺陷，主要是因?yàn)楹附与娏鬟^(guò)大，焊絲送進(jìn)速度太慢，這樣就會(huì)導(dǎo)致電弧變長(zhǎng)，這種情況會(huì)減小母材的有效截面積，其預(yù)防措施主要是根據(jù)焊接項(xiàng)目的規(guī)范要求，選擇合適的電流參數(shù)和與之協(xié)調(diào)的焊絲送進(jìn)速度，盡量使用短弧焊接。焊角焊縫時(shí)，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊，提高自身的焊接技術(shù)。焊接過(guò)程中，熔深超過(guò)工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔性缺陷，也稱(chēng)為燒穿，產(chǎn)生的主要原因是焊接電流過(guò)大，速度太慢導(dǎo)致電弧會(huì)在焊縫處停留時(shí)間較長(zhǎng)，這就完全破壞了焊縫，使接頭喪失聯(lián)接及承載能力，預(yù)防措施可以采用較小的焊接電流同時(shí)采用合適的焊接速度。最為嚴(yán)重的缺陷是裂紋，它是焊接中絕對(duì)不允許出現(xiàn)的缺陷，它會(huì)引起焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞性事故，其中延遲裂紋的危害最大。裂紋形成的原因主要是焊縫中S、P雜質(zhì)含量高時(shí)，與鐵形成低熔點(diǎn)的共晶物，該共晶物極易形成液態(tài)薄膜，也就是焊縫凝固過(guò)程中的薄弱晶界，焊接時(shí)由于不均勻的加熱，焊接接頭不可避免地要產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)焊縫金屬承受的拉伸熱應(yīng)力大于液態(tài)薄膜的承受能力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，為了預(yù)防需要采用S、P含量低的母材與焊材；采用堿性焊條或焊劑，進(jìn)行冶金脫硫、脫磷；盡可能采用小的焊接電流來(lái)防止產(chǎn)生中心線裂紋。

另外，施工人員還必須要不斷提高自我的技能，增強(qiáng)整體的素質(zhì)修養(yǎng)，跟隨時(shí)代的變化不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)焊接中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行總結(jié)，不斷完善和避免。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電站鍋爐受熱面管子安裝焊接仍然是我國(guó)電站的一個(gè)重要問(wèn)題，我們?nèi)匀灰粩嗟膶W(xué)習(xí)和解決焊接中出現(xiàn)的缺陷，爭(zhēng)取最大限度的避免缺陷的產(chǎn)生，最大程度的預(yù)防焊接中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，使發(fā)電站能夠高效、安全的為人類(lèi)服務(wù)！

參考文獻(xiàn)

[1]丁正龍.電站鍋爐受熱面管子安裝焊口焊接缺陷的產(chǎn)生及防止.大豐市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所.江蘇