電力變壓器波紋油箱焊接滲漏油的控制

俞高波，楊曉亮，陳世省，葉機(jī)林，吳慶國，梅 成，樓致遠(yuǎn)，俞建城

（1.三變科技股份有限公司，浙江 臺州317100；2.麗水電業(yè)局檢修公司檢修試驗(yàn)工區(qū)變電檢修班，浙江 麗水323000；3.中國水利水電第十二局有限公司，浙江 杭州310040）

電力變壓器波紋油箱焊接滲漏油的控制

俞高波1，楊曉亮1，陳世省1，葉機(jī)林1，吳慶國1，梅 成1，樓致遠(yuǎn)2，俞建城3

（1.三變科技股份有限公司，浙江 臺州317100；2.麗水電業(yè)局檢修公司檢修試驗(yàn)工區(qū)變電檢修班，浙江 麗水323000；3.中國水利水電第十二局有限公司，浙江 杭州310040）

介紹了電力變壓器波紋油箱產(chǎn)生滲漏油的原因，從人、機(jī)、料、法、環(huán)五方面予以重點(diǎn)分析，提出的相關(guān)預(yù)防解決措施，對控制波紋油箱滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生具有一定的參考價值。

焊接工藝；滲漏因素；措施

0 前言

電力變壓器油箱滲漏油一直是變壓器行業(yè)的難題，在各種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中又?jǐn)?shù)波紋油箱焊接最為突出，因?yàn)橹胁渴軌鹤畲蟮牟y油箱選用的焊件材料是1.2～1.5mm厚的波紋冷軋板，加之每臺油箱中部焊線總量多達(dá)12條，加工過程中任一環(huán)節(jié)稍有差錯，油箱就有滲漏油的可能。在此分別從人、機(jī)、料、法、環(huán)五方面就電力變壓器波紋油箱滲漏油現(xiàn)象提出一些預(yù)防解決措施。

1 波紋油箱焊接滲漏油原因分析及控制措施提出

1.1 波紋油箱的外形

要解決波紋油箱焊接滲漏油的問題，首先要了解波紋油箱的結(jié)構(gòu)。波紋油箱空殼箱體結(jié)構(gòu)及總裝配結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。

1.2 波紋油箱焊接滲漏油分析

按質(zhì)量管理理論分析，影響產(chǎn)品質(zhì)量有人、機(jī)、料、法、環(huán)五大因素，下面分別從對應(yīng)的五大方面提出一些預(yù)防解決措施。

1.2.1 人的素質(zhì)和技能

人是質(zhì)量問題的關(guān)鍵因素，而且又是操作的主體，因此對人的質(zhì)量意識教育、勞動技能培訓(xùn)以及焊工隊(duì)伍穩(wěn)定和勞動競賽開展等方面非常必要。此外，通過對以往新招焊工的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)焊工技能水平高低與其文化水平高低成正比，因此波紋油箱操作臺新增工人的招收，最好具備職業(yè)技能學(xué)校畢業(yè)資格。

1.2.2 焊接設(shè)備

要保證焊接質(zhì)量，保證焊接過程順利進(jìn)行，必須有性能穩(wěn)定可靠的焊接設(shè)備。目前，波紋生產(chǎn)線設(shè)備正常使用年限已期滿，再加上超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，有些設(shè)備根本達(dá)不到其額定的工作參數(shù)要求，比如操作臺三臺手動氣保焊機(jī)，其中一臺電流電壓表讀數(shù)無法顯示，另外兩臺盡管白天開關(guān)切換到最大檔，有時焊接電流電壓仍達(dá)不到焊接工藝參數(shù)要求，這對熔池金屬融熔性能影響較大，容易產(chǎn)生未焊透、熔合不良、虛焊等焊接缺陷[1]。又例如操作臺點(diǎn)焊機(jī)，因失去使用功效，操作工在波紋油箱高度方向焊縫進(jìn)行點(diǎn)焊時，只好手拿焊槍伸進(jìn)油箱內(nèi)部進(jìn)行操作，這樣無法控制點(diǎn)焊位置和點(diǎn)焊時間，容易產(chǎn)生未搭焊、未焊透等焊接缺陷。針對當(dāng)前設(shè)備存在老化的問題，在嚴(yán)格維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備的同時，要及時更新改造設(shè)備老配件，最好能配置電容補(bǔ)償裝置[2]，提高設(shè)備的功率因素，如有條件，波紋焊接生產(chǎn)線用電與波紋成形生產(chǎn)線和冷作電焊組電焊機(jī)用電最好單獨(dú)分開使用，這樣能保證氣保焊機(jī)的正常運(yùn)行，得到優(yōu)良的焊接接頭，減少滲漏點(diǎn)。

圖1 波紋油箱殼體

圖2 波紋油箱總裝配

1.2.3 焊件與焊接材料

（1）焊件材料：波紋油箱所用材料分為冷軋鋼帶和熱軋型鋼二種：波紋箱沿和箱底用料為熱軋型鋼，使用性能須符合GB709-88標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，材料抗拉強(qiáng)度為47 MPa，如果銹蝕較為嚴(yán)重，成形箱沿和箱底在打磨無法滿足要求時，應(yīng)及時進(jìn)行酸洗磷化或噴丸處理；波紋箱壁材料可采用A3或08AL鋼帶，保持材料抗拉強(qiáng)度為47 MPa，對邊直線度為2 mm/4 000 mm，切邊S度為1 mm/1 500 mm（注:目前這一要求材料沒檢測，S度數(shù)據(jù)波動性大），避免折迭產(chǎn)生裂紋和使用氣孔材料，材料性能應(yīng)符合GB3526-83標(biāo)準(zhǔn)及公司0SB.500.300技術(shù)條件規(guī)定要求，同時對開卷的鋼帶兩端做好防銹工作，波翅折迭成形前應(yīng)清理干凈鋼帶兩端產(chǎn)生的銹跡和油污，以保證等離子焊縫折迭縫隙均勻，避免氣孔等缺陷的產(chǎn)生。

（2）焊接材料：焊接過程使用的主要材料為φ0.8鍍銅實(shí)芯焊絲，焊絲質(zhì)量的好壞對焊縫成形的質(zhì)量影響較大。目前使用的焊絲為常州金獅牌產(chǎn)品，該產(chǎn)品并非名牌，在國內(nèi)焊絲質(zhì)量口碑較好的廠家為：天津三英、天津金橋、天津大橋、昆山天泰、重慶之貢大西洋、常州運(yùn)河、常州華通等，下階段將對上述廠家的焊絲進(jìn)行焊接工藝對比，嚴(yán)格控制焊絲中錳和硅二種強(qiáng)脫氧元素的含量，篩選出質(zhì)優(yōu)價廉的焊絲進(jìn)行使用，從而達(dá)到減少氣孔、裂紋和飛濺的目的[3]。另外，保護(hù)氣也屬于焊接材料中的一種，波紋油箱焊接使用的氣體有氬氣、二氧化碳、氫氣三種，焊接時對其氣體純度要求較高，氣瓶中含水量大小是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵[4]，氣瓶壓力越低則含水量越高，購買時應(yīng)規(guī)定氬氣含量為99.99%，滿瓶壓力為12 MPa，氫氣含量為99.9%（目前提供的H2純度為99.0%），滿瓶壓力為15 MPa，二氧化碳?xì)夂繛?9.5%，滿瓶壓力為7 MPa（常溫，目前提供的CO2氣冬季壓力為5 MPa，氣瓶無壓力和凈重標(biāo)記），為避免氣瓶錯用，氣瓶表面顏色應(yīng)當(dāng)規(guī)范，氬氣瓶用灰色，二氧化碳?xì)馄坑娩X白色，氫氣瓶用深綠色，同時每班工作前應(yīng)檢查各氣瓶內(nèi)殘壓，當(dāng)氣瓶表壓低于1 MPa時應(yīng)停止使用（注：焊接切割系統(tǒng)用氣，最好統(tǒng)一用儲供站供氣，不要采用鋼瓶供氣）。如果嚴(yán)格規(guī)范要求，那么可消除電弧不穩(wěn)、焊縫機(jī)械性能下降、氣孔增加等焊接缺陷。

（3）輔助材料：噴槍噴咀和導(dǎo)電咀因金屬飛濺的不斷堆積會引起CO2氣體的氣路堵塞，造成氣體流量不足，還會導(dǎo)致氣體紊流，嚴(yán)重時產(chǎn)生氣孔，因此經(jīng)常清除噴咀和導(dǎo)電咀上的飛濺十分必要，焊接時將有一定溫度的噴咀浸入防堵劑內(nèi)，防堵劑就會均勻地涂在噴咀和導(dǎo)電咀表面，該工作看似簡單，但實(shí)際按要求操作的不多，操作工應(yīng)改變這一不良習(xí)慣。此外，由于受各種操作因素的制約，焊接過程中不可能徹底消除飛濺物，因此飛濺去除劑的使用就顯得非常重要，目前油箱飛濺物去除是靠人工清理，勞動強(qiáng)度大、效率低，而且銳利的鑿子經(jīng)常會損傷油箱表面，連續(xù)不斷的敲擊還會引起焊接冷裂紋的產(chǎn)生，增加油箱滲漏油的隱患，曾試用過飛濺去除劑，但效果并不理想，下階段將繼續(xù)做好飛濺去除劑的選型試用工作。

1.2.4 操作方法

操作方法是五大因素中最關(guān)鍵的，因此在操作過程中必須嚴(yán)格遵守各項(xiàng)操作規(guī)程，波紋油箱焊接操作方法的控制主要采取下述措施：

（1）使用滿瓶CO2前應(yīng)倒置1～2 h，然后打開瓶閥放出液體，如此進(jìn)行2～3次（間隔約30 min）。該項(xiàng)工作可落實(shí)氣體集中供應(yīng)站來完成。

（2）每班工作前，檢查各氣瓶內(nèi)殘壓，若低于1 MPa，則應(yīng)換上新的氣瓶。車間內(nèi)應(yīng)存放余量的氣體，以保證晚上工作不缺氣。

（3）使用前開啟瓶閥約2 min，放掉部分雜質(zhì)，進(jìn)一步減少氣體中的水分，在供氣管路中還可串接硅膠干燥器。

（4）調(diào)整氬氣工作壓力為0.5 MPa，CO2工作壓力為0.6 MPa，H2工作壓力為0.5 MPa；調(diào)整氣體混合器Ar-CO2流量Ar為100 L/min，CO2為20 L/min，Ar-H2流量Ar為40 L/min，H2為3 L/min；調(diào)整等離子焊保護(hù)氣流量為8 L/min，氣保護(hù)焊為12～15 L/min。

（5）參照工藝規(guī)程要求，按不同板厚選擇相應(yīng)的焊接電流和電壓，同時結(jié)合焊機(jī)的負(fù)載運(yùn)行狀況，隨時作相應(yīng)的調(diào)整，焊機(jī)工作參數(shù)不能一成不變，電弧電壓與焊接電流的關(guān)系為U=14+0.05I[5]。此外，焊絲伸出長度也是影響焊接過程穩(wěn)定性的因素之一，一般取焊絲直徑的10倍左右，焊接前一定要剪去多余的焊絲。

（6）焊接前對焊接接頭進(jìn)行除油除銹處理，為防止飛濺，可噴刷防飛濺劑。

（7）在熒光試漏后，波紋油箱增加一道振動時效處理工序[6]，振動參數(shù)選定可參照產(chǎn)品發(fā)貨時隨車配置的加速度沖擊測定儀的打印值，通過模仿吊裝、搬運(yùn)和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的外應(yīng)力，增強(qiáng)油箱內(nèi)部焊接應(yīng)力的迭加，加速焊接裂紋的擴(kuò)展，把夾渣、未焊透和溶合不良等焊接缺陷全部暴露出來，以便產(chǎn)品在轉(zhuǎn)入總裝裝配前就能做好滲漏油的預(yù)防補(bǔ)救措施。

（8）對焊接成形件，推行“三檢制”；對加壓熒光檢漏后的油箱重新進(jìn)行一次加壓檢漏非常重要，因?yàn)闊晒庖簼B透過一些極其細(xì)微的裂縫需要一定的壓力和時間（最好能擱放一夜），雖然增加了生產(chǎn)工期，但提高了產(chǎn)品質(zhì)量。要落實(shí)該項(xiàng)措施，需占用一定的生產(chǎn)場地。

1.2.5 環(huán)境因素

（1）生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境：按波紋油箱年生產(chǎn)遞增速度，目前的試漏場地已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上生產(chǎn)、質(zhì)量和工藝的需求，因此需在車間進(jìn)行擴(kuò)建以便騰出寬敞的場地進(jìn)行油箱試漏和擺放。

（2）內(nèi)部物流環(huán)境：在油箱成臺焊接后至總裝裝配前物流環(huán)境比較惡劣，油箱的翻轉(zhuǎn)、搬運(yùn)、表面處理及貯存等中間環(huán)節(jié)都存在磕、碰、撞現(xiàn)象，增加了波紋油箱滲漏油現(xiàn)象的產(chǎn)生，為此對油箱中轉(zhuǎn)的諸多環(huán)節(jié)要避免和杜絕野蠻操作行為的發(fā)生。

（3）外部運(yùn)輸環(huán)境：波紋油箱變壓器在運(yùn)輸途中劇烈的顛簸晃動，存在著一種外力作用于油箱本體，當(dāng)外力與油箱焊縫內(nèi)應(yīng)力迭加達(dá)到或超過材料的強(qiáng)度極限時，就容易導(dǎo)致焊縫冷裂紋的產(chǎn)生，引起油箱滲漏油。為此，在波紋油箱變壓器裝車發(fā)貨時底座一定要裝上橡皮防震墊塊。

2 結(jié)論

根據(jù)上述5大因素分析，通過《波紋油箱焊接滲漏油控制措施一覽表》的制定，從工藝基礎(chǔ)要求出發(fā)，重點(diǎn)落實(shí)焊接工藝參數(shù)選取、焊件材料表面除銹、焊接材料擇優(yōu)劣汰、密封油箱二次檢漏以及貯運(yùn)油箱物流規(guī)范等工作，經(jīng)過4個月時間的整改，波紋油箱焊接滲漏油的返修率明顯降低，全年統(tǒng)計波紋油箱補(bǔ)漏費(fèi)用較原來下降30%，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。

[1]李亞江.氣體保護(hù)焊工藝及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]李亞江.焊接與切割操作技能[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[3]吳樹雄.焊絲選用指南[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[4]薛松柏.焊接材料手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[5]李亞江.焊接質(zhì)量控制與檢驗(yàn)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[6]趙靜月.變壓器制造工藝[M].北京：中國電力出版社，2009.

Oil leakage control of welded corrugated tank of power transformer

YU Gaobo1，YANG Xiaoliang1，CHEN Shisheng1，YEI Jilin1，WU Qingguo1，MEI Cheng1，LOUZhiyuan2，YUJiancheng3
（1.Sanbian Sci-Tech Co.，Ltd.，Taizhou 317100，China；2.Lishui Electric Power Bureau，Lishui 323000，China；3. Chinese Water Conservancy and Hydropower Twelfth Engineering Bureau Co.，Ltd.，Hangzhou 310040，China）

The reasons of oil leakage in the corrugated tank of power transformer are analyzed from five aspects of human,machine, material,method and environment.The preventive measures and solutions are proposed to offer reference for the oil leakage control of corrugated tank.

welding technology；leakage factors；measures

TG457.14

：A

：1001-2303（2015）10-0131-03

10.7512/j.issn.1001-2303.2015.10.29

2014-09-08；

：2015-01-18

俞高波(1965-)，男，浙江三門人，高級工程師，主要從事變壓器制造工作。