火力發(fā)電廠凝汽器接缸焊接工藝優(yōu)化

摘 要：本文從火力發(fā)電廠凝汽器與低壓缸接缸焊接的工藝原理、工藝流程、操作要點等方面對凝汽器接缸焊接施工情況進行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)。為同類型焊接施工提供一些參考，供從事火電基建施工的焊接技術(shù)管理人員交流探討。

關(guān)鍵詞：凝汽器；接缸；焊接；工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.033

1 前言

凝汽器作為火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中重要的熱力交換設(shè)備，其質(zhì)量的好壞直接影響到機組運行的經(jīng)濟性和安全性。火力發(fā)電廠汽輪機低壓缸下缸與凝汽器連接一般采用焊接方式，由于低壓缸下缸與凝汽器外形尺寸大、剛性大，造成焊接應(yīng)力大，焊接變形較難控制。如果焊接順序及焊接工藝選擇及控制不當，容易造成局部焊接應(yīng)力大，引起焊接變形。造成凝汽器密封性能下降，直接影響凝汽器真空性，甚至引起低壓缸變形，降低汽輪機本體的整體安裝質(zhì)量。

2 工藝原理

（1）低壓缸外形尺寸大，剛性大，焊接應(yīng)力大，焊接變形較難控制。為了保證焊接過程中低壓缸在各個方向上的最大變形量不超過設(shè)計規(guī)定值，焊接前在低壓缸下汽缸的臺板四角設(shè)置千分表隨時監(jiān)測變形。

（2）在汽輪機廠設(shè)計中，普遍采用在低壓缸與凝汽器之間鑲嵌一條高度為100～150mm的連接鐵板，鐵板的上下部分分別與低壓缸下缸和凝汽器接頸進行焊接。焊接時先進行低壓缸下缸與連接板的焊接，然后再進行凝汽器與連接板的焊接。

（3）焊接時采用8名電焊工對稱焊接方法，先8人同時點固，然后8人同時采用由內(nèi)向外、分段退焊的方法。在焊接過程中，利用錘擊的方法消除焊接應(yīng)力，控制變形量。當局部變形量超標時，采用局部焊接方法調(diào)整變形量，從而將變形量控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

3 工藝流程

凝汽器接缸焊接工藝流程分為：焊前技術(shù)準備、焊前施工準備、技術(shù)交底、焊口組對、焊工施焊、焊后外觀檢查、焊縫無損檢測、質(zhì)量驗收等8個環(huán)節(jié)。

4 操作要點

4.1 焊接工藝參數(shù)

項目開工前，技術(shù)人員應(yīng)熟悉圖紙，清楚低壓缸與凝汽器連接部位的焊縫形式，掌握圖紙對焊接的特殊要求和質(zhì)量標準，并要熟悉現(xiàn)場，編制焊接工藝指導書指導施工，具體焊接工藝參數(shù)見下表。

（1）焊接方法采用手工電弧焊，電焊機選用ZX7-400型逆變焊機，配備遙控盒便于焊接電流的隨時調(diào)整。

（2）電焊條選用規(guī)格為φ4.0的J507（E5015）焊條。電焊條在使用前按照產(chǎn)品說明書要求進行300～350℃保溫1小時的烘焙，使用時裝入80～110℃的專用焊條保溫筒內(nèi)，隨用隨取。

（3）電焊機采用直流反接，焊接電流控制在130～170A，焊接電壓控制在22～24V。

（4）焊接前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理，焊接過程中控制層間溫度≤400℃。

4.2 坡口準備

（1）焊件在組對前將坡口表面及附近母材的油、漆、垢、銹等清理干凈，直至發(fā)出金屬光澤，清理范圍如下：坡口每側(cè)各為10～20mm；

（2）坡口形式及對口間隙符合焊件工藝卡要求；

（3）坡口局部間隙過大時，應(yīng)設(shè)法修整到規(guī)定尺寸（如進行剛性固定或堆焊部分填充金屬），嚴禁在間隙內(nèi)加填塞物，同時應(yīng)避免強力對口。

（4）焊接前認真檢查被焊接部位及其邊緣20mm范圍內(nèi)，確認沒有裂紋、重皮、氣孔、砂眼等不允許的缺陷后方可焊接。

4.3 施焊

（1）凝汽器與低壓缸連接板的高度根據(jù)現(xiàn)場具體情況而定，一般采用火焰切割對連接板進行修整，修整完成后使用磨光機對連接板氧化部位進行打磨，直至發(fā)出金屬光澤。連接板安裝時焊縫間隙要均勻一致，從而保證焊接線能量輸入均衡，減少焊接殘余應(yīng)力，控制變形量。

（2）焊接前技術(shù)員用記號筆對連接板進行分段標識，并注明施焊順序號。焊接時8名焊工對稱布置，每2人分配矩形區(qū)域的一個邊，采用分段跳焊法施焊，每段長度約為400mm，每道焊縫厚度4～6mm，同時要求8人焊接速度基本相同，分邊順序及施焊方向如下圖，數(shù)字表示焊接順序，箭頭表示施焊方向。

（3）焊接時嚴禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗電流。焊接時首先進行點固定位焊，定位焊前，應(yīng)將連接板固定牢固，連接板固定可采用焊接臨時卡塊的方法。

定位焊焊接工藝與正式施焊焊接工藝一致。定位焊要求8人同時開始焊接，由內(nèi)向外，分段退焊，每隔300mm焊接30～60mm，焊縫厚度4～6mm，點固時先點固間隙小的焊縫再點固間隙大的焊縫，間隙大的焊縫進行點固時，可采用堆焊部分填充金屬或焊接臨時卡塊的方法，定位焊應(yīng)均勻分布，并確保焊縫質(zhì)量符合要求。定位焊焊接全部完成后，應(yīng)逐處檢查其焊接質(zhì)量，若有缺陷應(yīng)采用打磨方法清除，重新進行定位焊。

當定位焊全部焊接完成并檢查無缺陷后，8人同時開始進行根部打底層焊接，打底焊接每段長度約為400mm，焊接方向由內(nèi)向外，分段退焊。打底焊接全部完成后，對根部焊縫進行仔細檢查并對缺陷進行消除。

根部打底焊接完成并檢查消除缺陷后，8人同時開始填充焊接，每段長度約為400mm，焊接方向由內(nèi)向外，分段退焊。填充焊接根據(jù)連接板厚度的不同填料一遍或兩遍，每一遍填料完成后必須對焊縫進行仔細檢查并對缺陷進行消除，同時在檢查過程中采用錘擊法消除焊接應(yīng)力。

填充焊接完成后，8人同時開始蓋面焊接，蓋面焊接時不進行分段控制，整條焊縫一次焊接完成。

在拐角處焊接時必須平滑過渡，接頭錯開，由一名焊工由一邊焊至另一邊，不在拐角處留有接頭。

（4）為了消除焊接應(yīng)力，控制變形量，除第一層和最后一層焊縫外，在焊接過程中應(yīng)利用手錘或沖擊鉆等工具，采用錘擊法消除焊接應(yīng)力，每焊接一段400mm焊縫錘擊均勻一次，錘擊時間在2～3min左右。

（5）焊接開始后應(yīng)安排專人每隔20～30min記錄千分表數(shù)據(jù)，并對8名焊工進行統(tǒng)一指揮，當局部變形量超標時，應(yīng)停止施焊，采用錘擊法消除焊接應(yīng)力。變形量較大的地方還應(yīng)采用局部焊接法進行反變形控制。局部焊接法根據(jù)變形量的正負數(shù)值選擇不同的焊接區(qū)域。變形量為正值時，停止變形超標部位的焊接，用錘擊法消除焊接應(yīng)力，其它部位焊工正常施焊，直至變形量恢復到0.05mm以下。變形量為負值時，變形超標部位繼續(xù)焊接，其它部位停止焊接，同時用錘擊法消除其它部位焊接應(yīng)力，直至變形量恢復到0.05mm以下。

4.4 質(zhì)量檢驗

（1）焊接完畢后，焊工必須對所完成的焊縫清理藥皮后進行100%自檢，焊縫表面不允許有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、焊瘤、電弧擦傷等缺陷。發(fā)現(xiàn)有表露缺陷時，用磨光機將缺陷徹底清除干凈后，重新焊接，焊接要求同正常焊接。

（2）焊接質(zhì)量檢驗采用焊工自檢、施工單位專檢、監(jiān)理及業(yè)主檢驗的分級驗收制度。焊縫應(yīng)成型良好，焊縫邊緣圓滑過渡到母材，焊波均勻，焊縫勻直。焊縫符合DL/T5210.7-2010 表5.0.2-4 D 類工程焊接質(zhì)量驗收評定標準。

（3）對所有焊接完成的焊縫，驗收完成后做焊縫表面滲透檢驗，焊接接頭要求滲透檢驗達到JB/T4730.5-2005 I 級，檢驗比例100%。當采用滲透檢驗發(fā)現(xiàn)缺陷時，用磨光機將缺陷徹底清除干凈后，重新焊接，焊接要求同正常焊接，焊接完成后再進行滲透檢驗，直至缺陷消除。

5 結(jié)語

在低壓缸與凝汽器接缸焊接過程中，通過采用合理的焊接順序和焊接工藝，控制焊接線能量的輸入減少焊接應(yīng)力，以及錘擊法消除應(yīng)力控制變形、局部焊接調(diào)整變形等措施，從而保證了接缸焊接完成后凝汽器密封性能良好，低壓缸變形量在可控范圍內(nèi)，為下一步汽輪機整體安裝質(zhì)量創(chuàng)造了有利條件。

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作者簡介：禹長春（1983-），男，山東濟南人，本科，學士學位，電力工程師，主要從事火電基建施工焊接專業(yè)的技術(shù)管理工作。