淺析電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求

劉紀(jì)麟

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)東北電力第一工程有限公司

淺析電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求

劉紀(jì)麟

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)東北電力第一工程有限公司

在快速發(fā)展的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，社會(huì)生產(chǎn)力和人們的生活水平也得到了進(jìn)一步的提升。在人們工作和生活中，對(duì)電力的需求也越來越大，要求也越來與多樣化。電廠鍋爐是影響發(fā)電質(zhì)量和效率的重要組件，其焊接質(zhì)量和熱處理程度對(duì)電廠發(fā)電的安全性、穩(wěn)定性、可靠性都有著重要的影響。本文就電廠鍋爐焊接機(jī)熱處理控制要求作簡(jiǎn)要的分析。

電廠鍋爐；焊接；熱處理；控制要求

在不斷發(fā)展的焊接技術(shù)和熱處理工藝的推動(dòng)下，我國(guó)電廠鍋爐的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量都有了很大的改善。其工作效率也不斷提升，安全性、可靠性等性能也得到了大幅度的進(jìn)步。盡管如此，由于鍋爐焊接和熱處理方面的問題所引起的事故仍舊時(shí)有發(fā)生，給工作人員的人身安全以及人們工作和生活的正常進(jìn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為此，需要加強(qiáng)對(duì)電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求的研究，改善鍋爐焊接和熱處理工作的現(xiàn)狀。

1 電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求的現(xiàn)狀

1.1 部分焊工在職業(yè)素養(yǎng)和道德操守上存在問題

隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，焊接技術(shù)在內(nèi)容和形式上已經(jīng)有了很大程度的轉(zhuǎn)變，為了適應(yīng)不斷變化的焊接環(huán)境和焊接要求，各種新型的焊接技術(shù)和儀器涌入市場(chǎng)，為各個(gè)行業(yè)機(jī)械設(shè)備的焊接工作提供了更多的選擇。電廠鍋爐對(duì)發(fā)電效率和質(zhì)量有著重要的影響，焊接質(zhì)量的好壞，直接影響著鍋爐運(yùn)行的效率，影響著其職能的發(fā)揮。

1.2 控制要求制定意識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不足

盡管我國(guó)已經(jīng)形成了一個(gè)龐大的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，并且在發(fā)電技術(shù)上已經(jīng)取得了豐碩的成果，但在電廠鍋爐焊接及熱處理技術(shù)上仍舊存在著諸多問題。由于鍋爐焊接和熱處理工作所涉及的問題及影響因素多種多樣，這就給相關(guān)控制要求的制定帶來了一定的困難。一些企業(yè)的技術(shù)人員由于技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)上的不足，使得一些焊接和熱處理方面的問題難以被檢測(cè)出來，加上控制要求在制定和完善的過程中需要投入大量的資金和人力，控制要求的制定工作也因此逐漸被人們所忽視。

2 電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求制定和完善的必要性

隨著社會(huì)生產(chǎn)和人們生活水平的提升，人們對(duì)電力的需求量也越來越大，電廠鍋爐在結(jié)構(gòu)和功能上也發(fā)生了很大的變化，這就給電廠鍋爐焊接及熱處理工作帶來了挑戰(zhàn)。鍋爐在進(jìn)行焊接和熱處理時(shí)，所涉及的物理變化和化學(xué)變化形式多樣，在不同的焊接和熱處理環(huán)境、方法和操作的影響下，焊接及熱處理后的部位的質(zhì)量也會(huì)受到不同程度的影響。使得焊接或熱處理方面的問題所導(dǎo)致的鍋爐出現(xiàn)裂紋、砂眼、夾砂等缺陷，同時(shí)焊接和熱處理后區(qū)域，還存在著應(yīng)力集中的問題。這些問題給電廠鍋爐所帶來的不僅僅是使用效率和使用壽命上的影響，同時(shí)還會(huì)給鍋爐使用的安全性帶來影響。因此，必須加強(qiáng)對(duì)電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求的制定和完善工作，保障焊接及熱處理的質(zhì)量。

3 加強(qiáng)電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求的對(duì)策

3.1 完善對(duì)焊接及熱處理技術(shù)人員的管理要求

盡管在科技不斷進(jìn)步的今天，人們?cè)诤附蛹盁崽幚矸矫娴募夹g(shù)已經(jīng)取得了進(jìn)一步的發(fā)展，許多穩(wěn)定、高效、安全的儀器設(shè)備也已經(jīng)被運(yùn)用到了實(shí)際的焊接和熱處理工作當(dāng)中，但真正決定焊接及熱處理質(zhì)量的因素，還在于焊接及熱處理技術(shù)人員。在競(jìng)爭(zhēng)日臻激烈的人才市場(chǎng)當(dāng)中，焊接及熱處理技術(shù)人員的素質(zhì)參差不齊，為了滿足電廠鍋爐焊接及熱處理各方面的技術(shù)要求，必須完善控制要求當(dāng)中對(duì)技工職業(yè)素養(yǎng)和道德操守方面的標(biāo)準(zhǔn)。讓上崗操作的技工能夠真正滿足鍋爐在焊接及熱處理方面的技術(shù)要求，保障鍋爐的質(zhì)量。

3.2 完善焊接及熱處理工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

在材料科學(xué)快速發(fā)展的今天，許多新型材料被創(chuàng)造出來，并逐漸運(yùn)用到人們工作和生活的實(shí)際當(dāng)中。在這股浪潮的推動(dòng)下，電廠鍋爐在材料上也發(fā)生了一定程度的變化。為了滿足鍋爐使用過程中各個(gè)工況的具體要求，電廠在鍋爐焊接及熱處理方面的各個(gè)環(huán)節(jié)的要求也變得越來越細(xì)致、越來越苛刻。

4 焊接后熱處理技術(shù)的應(yīng)用數(shù)值模擬

4.1 溫度場(chǎng)數(shù)值的模擬

通過采取焊后熱處理技術(shù)，可確保整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)根據(jù)一定的加熱速度進(jìn)行升溫，保持一定的時(shí)間之后，將變形金屬實(shí)現(xiàn)再結(jié)晶，進(jìn)而產(chǎn)生全新等軸晶粒，此時(shí)可基本消除晶體缺陷，合理控制金屬的強(qiáng)度，提高韌性，而殘余應(yīng)力也因此能夠釋放并消除。為了更好地獲取熱處理過程的溫度場(chǎng)模擬值，可將熱處理過程分為不同的溫度階段，結(jié)合各個(gè)階段的升溫與降溫實(shí)驗(yàn)，采取有限元軟件對(duì)不同階段的熱源進(jìn)行計(jì)算，并在模型中實(shí)行模擬運(yùn)用，最終獲得精確的溫度場(chǎng)值。

4.2 應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值的模擬

將焊件焊接之后的殘余應(yīng)力場(chǎng)分布狀況，以初始狀態(tài)導(dǎo)入模型中，對(duì)溫度的變化過程進(jìn)行記錄，了解歷史事件并讀取各個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)、應(yīng)力數(shù)據(jù)等，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)值加載到模型中，運(yùn)用熱塑性理論，充分考慮溫度場(chǎng)、組織轉(zhuǎn)變場(chǎng)等影響作用，對(duì)焊后熱處理過程的殘余應(yīng)力分布進(jìn)行計(jì)算。為了客觀了解熱處理后殘余應(yīng)力的分布狀況、數(shù)值大小等，與焊后殘余應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比，一般焊后殘余應(yīng)力的峰值在熱影響區(qū)域的附近，經(jīng)過采取消應(yīng)力的熱處理技術(shù)，殘余應(yīng)力的峰值有所降低，此時(shí)位置不會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)完成熱處理過程之后，距離焊縫較遠(yuǎn)的原材料區(qū)域殘余應(yīng)力值逐漸上升，直到100 Mpa左右。這主要由于受到熱處理的作用，殘余應(yīng)力逐漸釋放并重新組織、分配。

結(jié)束語：

電廠鍋爐對(duì)發(fā)電質(zhì)量和效率有著不可忽視的影響，鍋爐焊接及熱處理技術(shù)是保障鍋爐質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵因素。為了保障電廠鍋爐安全、可靠、高效的運(yùn)行，使鍋爐的各方面性能充分發(fā)揮，必須加強(qiáng)對(duì)鍋爐焊接及熱處理控制要求的制定。合理規(guī)范焊接及熱處理工作當(dāng)中的人員、材料、方案等內(nèi)容，確保鍋爐的焊接及熱處理質(zhì)量。

[1]趙琳，張旭東.800MPa級(jí)低合金鋼焊接熱影響區(qū)韌性的研究[D].金屬學(xué)報(bào)，2005(04).