制造過程中鍋爐省煤器集箱接管角焊縫泄漏問題

曾榴康建強尤靖輝(．化學(xué)工業(yè)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，江蘇 南京 0036；．南京三方化工設(shè)備監(jiān)理有限公司，江蘇 南京 0036)

制造過程中鍋爐省煤器集箱接管角焊縫泄漏問題

曾榴1康建強2尤靖輝2(1．化學(xué)工業(yè)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，江蘇 南京 210036；2．南京三方化工設(shè)備監(jiān)理有限公司，江蘇 南京 210036)

在某公司鍋爐改造項目中，6#爐省煤器集箱在點火試車時發(fā)現(xiàn)排管管接頭的角焊縫出現(xiàn)泄漏。通過停車檢測發(fā)現(xiàn)泄漏處缺陷為氣孔。通過對氣孔缺陷進(jìn)行處理和事故原因分析，用戶對后續(xù)供貨的集箱提出了新的驗收要求，通過合理有效的過程控制，避免了更多問題產(chǎn)品流入施工現(xiàn)場，保證了項目的順利進(jìn)行。本文就事故分析處理過程及省煤器集箱接管角焊縫泄漏進(jìn)行探討。

集箱；角焊縫；泄漏；過程控制

0 引言

在某公司鍋爐改造項目中，6#爐省煤器集箱在點火運行時發(fā)現(xiàn)有3件φ32mm×4mm的20G排管管接頭的角焊縫出現(xiàn)了泄漏。針對該突發(fā)事故，用戶及制造廠專門召開事故分析會議并制定了返修方案，最終點火試車工作順利完成。通過對氣孔缺陷進(jìn)行處理和事故原因分析，用戶對后續(xù)供貨的產(chǎn)品提出了新的驗收要求，有效的在制造廠內(nèi)控制了產(chǎn)品質(zhì)量。本文就事故分析處理過程及省煤器集箱接管角焊縫泄漏進(jìn)行探討。

1 6#爐省煤器集箱結(jié)構(gòu)特點及泄漏事故原因分析

1.1 集箱結(jié)構(gòu)特點

集箱是鍋爐的重要組成部分，是鍋爐工質(zhì)混合、保證工質(zhì)均勻加熱的管件，并且長周期運行在高溫高壓工況，這些特點對集箱的制造檢驗提出了很高的要求。集箱技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 集箱技術(shù)參數(shù)

該集箱規(guī)格為φ219×20mm，材質(zhì)為20G，箱體上布滿φ32×4mm的管座接頭，材質(zhì)為20G，形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)剛性大，制造過程中對于焊接及尺寸控制有諸多要求。

1.2 泄漏事故分析

停車檢查發(fā)現(xiàn)本次泄漏發(fā)生在靠近左端的第一排管管接頭(紅色箭頭)處，經(jīng)現(xiàn)場目視檢查和PT檢測，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致泄露的缺陷是氣孔。由于氣孔出現(xiàn)在容易產(chǎn)生氣孔缺陷的焊接起弧和收弧的位置，并且管接頭實行20%MT抽查，氣孔未被檢出，之后的水壓試驗時屬于靜壓試驗，角焊縫氬弧焊打底能穩(wěn)定保壓，故無泄漏，但點火運行時給水有一定震動，沖刷以及高溫流體使焊縫產(chǎn)生的膨脹，同時還可能存在現(xiàn)場安裝時強力組裝引起的較大應(yīng)力，最終使缺陷加劇導(dǎo)致氣孔沖穿而出現(xiàn)泄漏。考慮到本工程尚有3臺爐的配套集箱尚未發(fā)貨以及該爐集箱的運行可靠性，我方對5臺爐集箱制造過程進(jìn)行復(fù)查，過程如下：

圖1 泄漏位置圖

(1)材料

5臺設(shè)備的集箱采用攀鋼金堂公司φ219×20mm、φ32×4mm的20G無縫鋼管、成都新大洋牌號H08Mn2SiA規(guī)格Ф2．5氬弧焊絲、成都大中華牌號ER50-6規(guī)格Ф1．2焊絲、錦西天鵝SJ101焊劑和四川大西洋牌號CHE427規(guī)格 Ф5焊條，質(zhì)保書及復(fù)驗報告(力學(xué)性能、化學(xué)成分、金相和渦流等)合格。從焊材可以看出5臺爐子采用的焊接方式不同。

(2)焊接

焊接工藝評定(PQR)合格，對焊接部位完全覆蓋，能有效的指導(dǎo)焊接工藝(WPS)編制，滿足集箱焊接要求。焊接工藝(WPS)能全面細(xì)致的指導(dǎo)焊工的焊接工作。

表2 焊接工藝-自動焊及手工焊工藝參數(shù)

圖2 管接頭結(jié)構(gòu)示意圖

通過復(fù)查焊材領(lǐng)用記錄單和焊接檢驗記錄卡發(fā)現(xiàn)，有3臺爐采用自動焊。

(3)無損檢測

工藝滿足TSG G0001-2012《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求：對接焊縫應(yīng)符合G1502-2006 100% RT Ⅱ合格；角焊縫(Ф108以下)抽查符合CG1502-2006 20%MT Ⅰ級合格。其中MT的抽檢原則是從兩管端抽取20%。但本次泄漏事故與角焊縫僅進(jìn)行20%MT抽檢有很大關(guān)系。

檢查結(jié)果表明此次氣孔系氬弧焊工打底時起弧和收弧的操作問題和自動焊蓋面收弧時的機器故障雙重因素導(dǎo)致的。

2 6#爐省煤器集箱泄漏事故的處理及后續(xù)供貨集箱的檢驗

2.1 6#爐省煤器集箱泄漏事故的處理

根據(jù)制造廠提供的6#爐省煤器集箱返修方案，通過挖補清除缺陷并PT檢測后進(jìn)行了焊補，通過PT檢測后無缺陷。泄漏點經(jīng)過返修在平穩(wěn)運行一段時間后沒有出現(xiàn)泄漏，根據(jù)制造及運行經(jīng)驗，缺陷已經(jīng)成功修補，并且本身省煤器運行溫度也不高，其應(yīng)力狀況也已經(jīng)逐步得到釋放和改善，至此事故處理完畢。同時為排除材料及焊接質(zhì)量等問題，制造廠制作各種規(guī)格試件進(jìn)行解剖和檢測(包括CA、MP、金相、硬度等)，結(jié)果證明材料及焊接參數(shù)等沒有問題，同時通過試件反追溯焊接過程并復(fù)查原產(chǎn)品的過程和資料，未發(fā)現(xiàn)異常問題。故集箱將能穩(wěn)定運行。

2.2 后續(xù)供貨集箱的整改驗收方案和過程控制

根據(jù)我方對5臺爐過程記錄資料的審查和現(xiàn)場復(fù)檢情況，經(jīng)各方協(xié)商，達(dá)成以下整改驗收方案：

根據(jù)前期MT檢測比例和檢測效果問題(平整度及清潔情況對檢測影響較大)，剩余3臺爐的集箱排管的角焊縫全部清理打磨后進(jìn)行100%MT復(fù)查。根據(jù)檢測情況進(jìn)行返修，在嚴(yán)格執(zhí)行返修方案的條件下，針對返修部位再進(jìn)行100%MT檢測。

3 結(jié)語

此次質(zhì)量問題的發(fā)生存在偶然性，但也有必然性。針對本次泄漏問題，筆者總結(jié)的經(jīng)驗教訓(xùn)如下。

①集箱排管角焊縫是焊工較難焊接的位置，易出現(xiàn)焊接缺陷。焊接控制環(huán)節(jié)不能僅僅局限于焊材、人員資質(zhì)、焊接方法及焊接參數(shù)的控制上。由于焊接人為因素的影響巨大，在質(zhì)保體系較為完善的廠家，作為監(jiān)造方，工作重點應(yīng)放在對焊工水平的巡查上，通過巡查實現(xiàn)監(jiān)造項目中焊工的優(yōu)勝劣汰，控制好焊工往往更容易把握住質(zhì)量。

②對于自動焊機類的自動化設(shè)備，不論從工作效率，還是從工作效果講，都是人工不可比擬的。但是一旦出現(xiàn)差錯或者偏差，很容易放大為全面的錯誤。作為監(jiān)造方必須抓好初期的試驗階段，在試驗階段嚴(yán)查各項質(zhì)量指標(biāo)，從開始就驗證好設(shè)備參數(shù)，盡早把控住質(zhì)量關(guān)。

③集箱排管角焊縫是應(yīng)力集中部位，制造過程中一定要嚴(yán)格控制尺寸偏差，杜絕施工現(xiàn)場出現(xiàn)強力組裝引起的裂紋。

[1]TSG G0001-2012.鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S]．

[2]CG1102-94.鍋爐集箱制造技術(shù)條件[S]．

[3]代發(fā)明，蔣欣，陳濤.安順電廠#3爐省煤器出口匯集集箱管座角焊縫裂紋分析[J].貴州電力技術(shù), 2003，(5): 37～39．

[4]丁鳳琴，楊卓，張凱.鍋爐厚壁集箱的焊接工藝試驗[J].水利電力機械, 2007，(3): 40～42．