在百萬塔式鍋爐安裝過程中如何提高鏡面焊接質(zhì)量，保證鍋爐安裝的高效推進(jìn)

馬驍

摘要：在超超臨界火電機(jī)組塔式爐安裝過程中，由于組件管排數(shù)量大，管排節(jié)距小，焊口的局部位置肉眼無法觀察到，給焊口的焊接帶來了意想不到的困難。必須采用特殊的“鏡面焊”焊接方法進(jìn)行焊接。通過研究鏡面焊工藝，制定了專門的鏡面焊焊接操作培訓(xùn)方案，利用設(shè)計制作的專用鏡面焊練習(xí)模擬架、焊接專用鏡對焊工進(jìn)行鏡面焊焊接培訓(xùn)，使之掌握肉眼無法觀察到焊口的焊接方法，保證焊口優(yōu)良的內(nèi)在質(zhì)量、外觀質(zhì)量。同時優(yōu)化組合焊接順序，提高工作效率，縮短塔式爐的安裝工期，解決塔式爐的安裝速度慢的關(guān)鍵問題。

關(guān)鍵詞：塔式鍋爐;鏡面焊;檢測

一、工程概況

某電廠工程蒸汽參數(shù)高，鍋爐出口蒸汽參數(shù)為高，廣泛采用A335P11、A335P22、T/P91、T/P92、A691 1?Cr CL22、15NiCuMoNb5-6-4等進(jìn)口材料，焊接技術(shù)要求高，熱處理時間長，百萬塔式鍋爐受熱面管排密集，焊接操作空間狹窄，需要使用鏡面焊接技術(shù)。百萬塔式鍋爐機(jī)組大口徑厚壁管焊口數(shù)量多，特別是P92大口徑厚壁管焊口數(shù)量多，焊接、熱處理工藝要求高。

二、施工過程

水冷壁系統(tǒng)、再熱器、過熱器系統(tǒng)采取地面組合與鍋爐安裝相結(jié)合方式進(jìn)行;省煤器蛇形管排在地面組合后整體吊裝，上集箱和下集箱在鍋爐安裝，安裝過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取2組4名焊工同時施工，每組兩名焊工同時分布于散管上下端，同時組對，要注意錯口現(xiàn)象的發(fā)生;過熱器、再熱器蛇形管排組合均采取地面組合，集箱散管鍋爐安裝;過熱器、再熱器T91、T92焊口必須當(dāng)天一次性焊完整排焊口，以利于熱處理整體完成，同時，同一片管屏上道焊口熱處理未結(jié)束不允許施焊下道焊口，以免移動管屏造成熱處理缺陷的產(chǎn)生。

百萬塔式鍋爐部分焊口的局部位置肉眼無法觀察到，采用以往常用的焊接方法在該位置無法施焊，只能采用鏡面焊法，這一工藝改變了焊工的視覺，影響了工程進(jìn)度并使焊接質(zhì)量難以保證。為此，根據(jù)工作量培訓(xùn)了一批熟練掌握鏡面焊技術(shù)的焊工。 根據(jù)不同的熱處理特點，制作了一批專用的熱處理加熱器。

焊接順序：分別從爐左和爐右兩側(cè)往鍋爐中心焊接。在焊接每一排焊口時，待焊焊口靠近已焊好的管排側(cè)地從仰焊至立焊位置這一段焊縫，在層間填充焊接時肉眼無法觀察到，必須采用鏡面焊。當(dāng)焊接位置由左右兩側(cè)焊至鍋爐中心，剩下最后若干排時，此時焊接順序改為由下往上焊接，鏡面焊的焊縫長度最長，焊口在焊縫的鏡面焊區(qū)域，即從立焊至仰焊至立焊為鏡面焊區(qū)域，因此難度也是最大的。這些焊口焊接時，焊工只能蹲在或俯臥在管子上，通過鏡面焊完成焊口的下半部分。 鏡面焊焊接工藝方法的使用，在開工前應(yīng)進(jìn)行與實踐條件相適應(yīng)的模擬考試。經(jīng)項目部、專業(yè)監(jiān)理工程師見證檢查符合要求后方可進(jìn)行正式焊接工作。

三、質(zhì)量控制

（一）受熱面焊口的坡口宜采用機(jī)械加工的方式，嚴(yán)禁采用氧、乙炔火焰切割下料或制備坡口。

（二）焊件組裝前必須將焊口表面及附近10-15mm范圍內(nèi)的母材內(nèi)、外壁的油、漆、垢、銹等清理干凈，直至發(fā)出金屬光澤。

（三）焊件對口時必須做至內(nèi)壁齊平，如有錯口，其錯口值不得超過壁厚的10%，且不大于1mm。

（四）所有參加焊接作業(yè)人員必須由通過特種設(shè)備和電力行業(yè)焊接操作技能考核，并取得作業(yè)人員資格證。異種鋼對接、一側(cè)為合金鋼時，應(yīng)由合金鋼考試合格的焊工擔(dān)任。凡與爐本體管子（道）焊接有關(guān)的焊縫應(yīng)由考試合格證的焊工擔(dān)任。

（五）小徑薄壁管點固焊時，可在坡口內(nèi)直接點固，點固焊不少于2點;并以肉眼檢查，確認(rèn)無裂紋等缺陷后，方可繼續(xù)施焊。

（六）施焊中應(yīng)特別注意接頭和收弧的質(zhì)量，收弧時應(yīng)將弧坑填滿，多層多道焊的接頭應(yīng)錯開。

（七）鎢極氬弧焊打底的根層焊縫檢查后，應(yīng)及時進(jìn)行次層焊縫的焊接，以防止產(chǎn)生裂紋。多層多道焊應(yīng)逐層進(jìn)行清理、檢查、經(jīng)自檢合格后，方可進(jìn)行次層焊縫的焊接，直至完成。

（八）嚴(yán)禁在被焊工件表面引弧、試驗電流或隨意焊接臨時支撐物，高合金鋼表面不得焊接對口用夾具。

（九）所有拼縫、鐵件均由合格焊工擔(dān)任，飛濺、藥皮、焊渣等焊后須清理干凈。

（十）重視焊口點焊工藝及點焊質(zhì)量，保護(hù)好坡口面。

（十一）焊接操作時嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝卡中的工藝規(guī)范，控制焊接線能量的輸入。

（十二）所有根部氬弧焊封底的焊口，打底焊縫均采用填充焊絲的方法，杜絕無間隙對口和不加焊絲封底的現(xiàn)象。

（十三）氬弧焊封好底的焊口應(yīng)即刻進(jìn)行次層焊接和蓋面，所有的焊口應(yīng)該一次焊完，嚴(yán)禁留待第二天再進(jìn)行蓋面。

（十四）封底焊縫中有氧化性夾雜物的缺陷時，不能依賴電弧焊蓋面時的熔融來消除，也不用氬弧焊反復(fù)熔融，而是必須用有效的工具將相關(guān)的缺陷消除后才可進(jìn)行下層焊道的焊接。

（十五）根據(jù)焊口的合金含量和焊口的壁厚嚴(yán)格執(zhí)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理工藝，對某些焊后需要緩冷的焊口焊后應(yīng)采取包纏保溫棉的方法來降低冷卻速度。

（十六）熱處理施工現(xiàn)場搭設(shè)臨時工棚，能防風(fēng)、防雨，熱處理時管子的二端要封閉，以避免穿堂風(fēng)的冷作用，待工作完成后，兩端的封閉才能拆除。

（十七）整個焊后熱處理過程應(yīng)采用自動溫度記錄儀進(jìn)行記錄并將記錄紙編號并存檔。

（十八）對某些合金含量較高的焊口由于不可預(yù)測因素，確實不能進(jìn)行及時熱處理的必須要按照規(guī)程的要求進(jìn)行后熱處理。

（十九）熱處理作業(yè)必須在確認(rèn)焊口焊接完成并經(jīng)自檢和專檢合格后，焊口無損檢驗合格前及時進(jìn)行。

（二十）已經(jīng)局部熱處理的焊口，如經(jīng)檢驗，發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)焊接缺陷，需進(jìn)行局部返修（返工）挖補(bǔ)時，補(bǔ)焊后應(yīng)按工藝重新進(jìn)行熱處理。

四、質(zhì)量問題防治

焊接過程中，由于多種原因，在焊接接頭產(chǎn)生焊接缺陷。根據(jù)各個工程焊接情況的統(tǒng)計，常見缺陷有以下幾種：裂紋、未焊透、氣孔、夾渣、內(nèi)凹、咬邊、弧坑、過燒。無論哪一種缺陷，都具有一定的危害性--引起應(yīng)力集中、降低焊縫強(qiáng)度、縮短構(gòu)件使用壽命，直接造成脆斷和爆管。因此，必須提高焊工技術(shù)水平、加強(qiáng)焊工職業(yè)道德教育、強(qiáng)化全員質(zhì)量意識、做好焊接過程監(jiān)督工作、嚴(yán)格焊后檢查、檢驗制度，最大限度地將缺陷的數(shù)量減少。

五、施工難點

（一）集箱口間距較小、爐膛穿墻管鏡面焊焊口數(shù)量大

一級過熱器進(jìn)口：材質(zhì)12Cr1MoVG，兩排管組間距離小，每排管組由多根管子組成，管口與管口間距離近，焊口數(shù)多;穿墻管間距小。

二級過熱器進(jìn)出口、一級再熱器進(jìn)出口、省煤器進(jìn)出口等出需要采用鏡面焊技術(shù)，金屬檢測因管排距離較小，難度大。

（二）任務(wù)量大，工期緊張，金屬探傷與各工種作業(yè)時間沖突

塔式爐受熱面安裝必須按從上到下的順序施工，不能像π型鍋爐前后爐膛同時施工，一般塔式鍋爐參檢焊口預(yù)估共計8萬只，水壓前焊口需要在短時間內(nèi)檢測完成，焊口施焊高峰期，吊裝安裝、焊接、熱處理、架業(yè)等作業(yè)與金屬檢測的作業(yè)時間矛盾非常突出。

六、解決措施

針對工期緊、任務(wù)重的特點，要做好統(tǒng)一指揮、統(tǒng)籌規(guī)劃。

（一）統(tǒng)籌規(guī)劃

集箱口先做100%超聲，射線檢測采用“先內(nèi)后外”的方法，在工期緊任務(wù)重的前提下，首先保證焊口的質(zhì)量。

對于集箱口排口，靠外的焊口射線檢測拍攝較容易，可以選擇X射線機(jī)和γ射線;靠內(nèi)的焊口射線拍攝較麻煩，只能選用γ射線，但一旦有返工口，因管排的密度太大，造成無法返工，因此對于管排內(nèi)有返工口的管排射線拍攝尤為重要，而現(xiàn)場檢測高峰時期有多點集箱同時施工，而管排內(nèi)排拍攝是射線拍攝優(yōu)先的重點，返工口和補(bǔ)口的拍攝更是重中之重。

（二）相控陣超聲的應(yīng)用

為工程節(jié)約了工期，鏡面焊焊口采用相控陣超聲檢測。項目應(yīng)采用相控陣與射線、超聲相結(jié)合的方法，相控陣在檢測任務(wù)中承擔(dān)的任務(wù)巨大，不僅要求項目給于高度重視，對于相控陣檢測人員也是一個巨大的挑戰(zhàn)。采用相控陣超聲檢測技術(shù)對焊口進(jìn)行預(yù)檢，不僅可以保證質(zhì)量，同時可以大大地提高效率。而且受爐型結(jié)構(gòu)影響，管排數(shù)量大，管排間距小，檢測空間有限，很多情況下射線檢測和超聲檢測難以實施，采用相控陣檢測超聲技術(shù)，可以有效地克服了檢測空間受限所帶來的問題。

（三）重視返工口

用γ射線拍攝集箱焊口時拍攝人員優(yōu)先選擇位置好、焊口數(shù)集中的位置拍攝，對于位置困難、返工口、補(bǔ)口最后拍攝，往往造成焊口的不斷積壓，拍攝困難越來越大，錯過了集箱口檢測最佳時期，造成了檢測工作上的被動，同時焊接作業(yè)要求重視返工口的處理，項目成立監(jiān)督小組，對現(xiàn)場焊接與金屬監(jiān)督工作尤其重視。

七、總結(jié)

百萬塔式鍋爐鏡面焊技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用，做好工程過程質(zhì)量控制，才能夠順利完后鍋爐水壓試驗合格。在百萬塔式鍋爐的安裝過程中，總結(jié)新的技術(shù)，新的工藝，新的方法才能進(jìn)一步推進(jìn)鍋爐安裝技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。

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