淺談鍋爐用焊接鋼管焊接開(kāi)孔及檢驗(yàn)技術(shù)問(wèn)題

謝迪明

摘 要：鍋爐的主要工作是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，我們向鍋爐投入的能量包括電能化學(xué)能等都蘊(yùn)含在燃料中。而含有熱能量的蒸汽、高溫水等能量的有機(jī)載體則從鍋爐中輸出。我國(guó)的鍋爐主要用在生活和工業(yè)中。例如，火電站、船舶、機(jī)車(chē)和工礦企業(yè)等。隨著我國(guó)焊接鋼管的技術(shù)越來(lái)越高，人們把鋼管運(yùn)用到鍋爐的開(kāi)孔處的焊接，但是因?yàn)槭切滦图夹g(shù)、新型材料的運(yùn)用，導(dǎo)致我國(guó)現(xiàn)在還沒(méi)有專業(yè)的技術(shù)規(guī)定、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)鍋爐鋼管焊接開(kāi)孔的檢驗(yàn)驗(yàn)收要求。本文通過(guò)對(duì)焊接鋼管的發(fā)展背景、鍋爐用焊接鋼管的質(zhì)量和強(qiáng)度的探討來(lái)分析鍋爐用焊接鋼管焊接開(kāi)孔的檢驗(yàn)驗(yàn)收要求。

關(guān)鍵詞：鍋爐；焊接鋼管；焊接開(kāi)孔；檢驗(yàn)技術(shù)；質(zhì)量和強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

伴隨著我國(guó)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生產(chǎn)生活水平的提高，人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)越來(lái)越重視。我國(guó)的工業(yè)鍋爐量大、面廣、能源消耗量大，排放出大量的煙塵、二氧化碳、二氧化硫等污染物，因此給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染問(wèn)題。因此我國(guó)對(duì)工業(yè)鍋爐的環(huán)保節(jié)能問(wèn)題十分看重，鍋爐用焊接鋼管作為新型的技術(shù)和新型的材料對(duì)鍋爐的節(jié)能減排有良好的作用，焊接鋼管還具有管壁均勻、可以根據(jù)不同的尺寸供貨、制造工藝簡(jiǎn)單以及生產(chǎn)成本比較低等特點(diǎn)。但是鍋爐作為一個(gè)生產(chǎn)工具，我們要時(shí)刻注意它的安全性能，因此我們?cè)谟煤附愉摴芎附渝仩t開(kāi)孔的時(shí)候，一定要注意自身的安全以及操作技術(shù)的規(guī)范，這樣才不會(huì)給自身和企業(yè)帶來(lái)生命和經(jīng)濟(jì)的損害。

一、焊接鋼管技術(shù)的發(fā)展背景

我們想要進(jìn)一步分析焊接鋼管用于鍋爐焊接開(kāi)孔及檢驗(yàn)技術(shù)的問(wèn)題，就需要了解什么是焊接鋼管、焊接鋼管技術(shù)的發(fā)展背景等，這樣我們才能從根本上了解問(wèn)題的本質(zhì)，從而完善鍋爐焊接鋼管焊接開(kāi)孔及檢驗(yàn)技術(shù)要求。

1.焊接鋼管的制作過(guò)程及其特點(diǎn)

焊接鋼管又被稱作焊管，其制作過(guò)程為：首先用鋼帶或者鋼板利用外力彎曲變形，有圓形、方形等形狀，然后再焊接并且其表面有接縫的鋼管。焊接鋼管需要的原材料主要有鋼板和帶鋼。從制作過(guò)程可看出焊接鋼管的生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)的效率較高，規(guī)格品種多，設(shè)備需要的費(fèi)用較少，但不足之處是它的強(qiáng)度要低于普通的無(wú)縫鋼管。

2.焊接鋼管的發(fā)展背景

自20世紀(jì)30年代以來(lái)，伴隨著檢驗(yàn)和焊接技術(shù)的快速發(fā)展以及帶鋼連軋生產(chǎn)的進(jìn)步，焊縫技術(shù)得到不斷地提高，焊接鋼管的品種規(guī)格如雨后春筍般日益增多，并且在不少的使用領(lǐng)域已經(jīng)代替了普通的無(wú)縫鋼管。焊接鋼管有著比無(wú)縫鋼管成本低、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)60年代我國(guó)研制出了用于中低壓鍋爐的焊接鋼管，到了90年代我國(guó)已經(jīng)有鋼管企業(yè)開(kāi)始生產(chǎn)用于中低壓鍋爐的焊接鋼管了，這些焊接鋼管將用于鍋爐的應(yīng)用。2012年我國(guó)的焊接鋼管鍋爐行業(yè)也在穩(wěn)定的發(fā)展中，因此在《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中明確地把焊接鋼管作為鍋爐的鋼管用材。打破了原規(guī)程中不能用焊接鋼管只能用無(wú)縫鋼管的狹隘做法。從此在安全技術(shù)方面改變了我國(guó)一直沿用無(wú)縫鋼管的局面，因此我國(guó)將會(huì)加大焊接鋼管的發(fā)展力度，因?yàn)楹附愉摴軐?huì)給企業(yè)降低生產(chǎn)成本、生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，最重要的是焊接鋼管分著不同的型號(hào)。

二、鍋爐用焊接鋼管的質(zhì)量和強(qiáng)度

1.鍋爐用焊接鋼管質(zhì)量的相關(guān)要求

在沒(méi)有特殊要求的條件下，鍋爐使用的焊接鋼管是被允許其表面有氧化薄膜存在的，當(dāng)然也可以利用熱軋型鋼帶進(jìn)行加工。但是需要注意的是焊接鋼管的表面上不允許出現(xiàn)錯(cuò)位、裂縫、燒傷、結(jié)疤、壓痕、和毛刺等毛病。焊接鋼管制作允許有誤差，但是誤差的范圍不超過(guò)壁厚允許負(fù)公差的其他缺陷存在。相對(duì)于普通焊接鋼管，鍋爐用焊接鋼管的質(zhì)量要求要更高。具體表現(xiàn)為：鍋爐用焊接鋼管需要用光亮的冷軋鋼帶卷為原料或鋼管拋光處理這樣其表面光亮而且無(wú)氧化。鍋爐用焊接鋼管不允許外毛刺的過(guò)多存留，其殘留高度的不能超過(guò)+0.15-0.20mm-0.05mm。為了保持表面的光潔度，退火和正火熱處理必須在有保護(hù)氣體下進(jìn)行。

鋼管必須保證工藝性能這是為了鍋爐用焊接鋼管達(dá)到鍋爐開(kāi)孔焊接的技術(shù)要求和使用性能的需求。同時(shí)規(guī)定焊接鋼管必須進(jìn)行壓扁試驗(yàn)、彎管試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)等。鍋爐用焊接鋼管技術(shù)要求和取樣頻次都高于普通的焊接鋼管，這在技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)協(xié)議中已明確規(guī)定。

2.鍋爐用焊接鋼管的強(qiáng)度要求

鍋爐用焊接鋼管通常在承受一定壓力或受力條件下的結(jié)構(gòu)件中使用，故對(duì)焊接鋼管的力學(xué)性能的要求較高，根據(jù)焊接鋼管在焊接和成形的過(guò)程中往往產(chǎn)生少許的應(yīng)力和硬化，所以鍋爐用焊接鋼管的交貨狀態(tài)根據(jù)所要求的不同可以劃分為三大種類。

未經(jīng)熱處理冷加工后的焊接，可以進(jìn)行一定范圍的冷加工，深層次表現(xiàn)就是其屈服強(qiáng)度提高了。

經(jīng)熱處理的退火狀態(tài)焊接定徑，可以最大化地消除冷加工硬化和焊接應(yīng)力，這樣就可以進(jìn)行多種冷加工。

經(jīng)正火熱處理的正火狀態(tài)焊接定徑以后，不僅消除了焊接應(yīng)力和冷加工硬化，而且改善鋼管的力學(xué)性能，改變金屬組織結(jié)構(gòu)，深度細(xì)化了晶粒。用戶可以提出多樣的交貨狀態(tài)根據(jù)自己的使用要求。目前為止，我國(guó)焊管企業(yè)只有極少數(shù)工廠擁有熱處理設(shè)備，不管是在線或者離線的設(shè)備，只有一部分工廠配有在線焊縫熱處理設(shè)備，整體而言，可以消除焊接應(yīng)力，改善了焊縫區(qū)域的金相組織鋼管仍然是冷加工狀態(tài)。

三、鍋爐用焊接鋼管焊接開(kāi)孔及檢驗(yàn)技術(shù)要求

1.鍋爐的管孔不應(yīng)該開(kāi)在焊縫上

鍋爐的集中下降管是鍋爐的重要的承壓部件，管孔的直徑是比較大的，如果把它開(kāi)在焊接縫上，容易給整個(gè)鍋爐造成安全隱患。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)鍋爐管孔的時(shí)候，需要避開(kāi)鍋爐的集中下降管的焊縫位置。

其他的焊接管孔也要避開(kāi)焊接縫，而且還要避開(kāi)高熱影響區(qū)域。如果設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)在承壓部件上開(kāi)孔的話，將會(huì)直接給筒體結(jié)構(gòu)遭到連續(xù)性破壞，導(dǎo)致管孔周邊的作用力迅速集中，從而削弱了鍋爐筒體結(jié)構(gòu)的承載能力。眾所周知焊縫是接受壓力最小、最薄弱的部位，如果在這薄弱的部位在開(kāi)焊接鋼管管孔，無(wú)疑是加重了焊縫的應(yīng)力集中，從而給鍋爐筒體結(jié)構(gòu)帶來(lái)大的安全危害。

2.不可避免在焊縫上開(kāi)管孔應(yīng)該注意的事項(xiàng)

設(shè)計(jì)必須在焊縫上開(kāi)焊接鋼管管孔時(shí)，必須要用射線和超聲檢測(cè)的方式來(lái)檢測(cè)鍋爐焊縫是否是合格的，如果是合格的我們才能開(kāi)孔，在開(kāi)孔后焊縫在開(kāi)孔邊緣不能出現(xiàn)夾渣等焊接缺陷。然后再用焊接強(qiáng)板覆蓋焊縫，并磨平。焊接接頭采用的是全焊透結(jié)構(gòu)。

在相鄰的兩個(gè)筒節(jié)上的螺旋焊縫和直焊縫不能彼此相互連接，因?yàn)樵诤附涌p隙的時(shí)候，我們需要在焊縫連接處起弧和收弧，這樣對(duì)焊縫的質(zhì)量將會(huì)產(chǎn)生影響。焊接焊縫的時(shí)候還要重要一點(diǎn)就是，在主要的焊縫及臨近的區(qū)域不能焊接附件。因?yàn)橹饕缚p上已經(jīng)形成殘余應(yīng)力，如果再在上面焊接附件，就使殘余應(yīng)力重復(fù)疊加，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致只要焊縫開(kāi)裂，影響整個(gè)鍋爐的安全性能。

結(jié)語(yǔ)

鍋爐用焊接鋼管焊接開(kāi)孔及檢驗(yàn)技術(shù)問(wèn)題雖然都是細(xì)節(jié)問(wèn)題，但是它卻關(guān)系到整個(gè)鍋爐整體的安全性能。因此，我們更應(yīng)該從細(xì)節(jié)入手，認(rèn)真對(duì)待焊接鋼管焊接開(kāi)孔及檢驗(yàn)要求，保護(hù)好工作人員及企業(yè)的人身及財(cái)產(chǎn)安全。

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