探討P91管道焊縫根部的缺陷修復(fù)

賀海波

摘要：火電廠在連接最后一道密封焊縫時，從根本上說，焊縫可能存在缺陷，由于強(qiáng)制力等因素很難糾正。本文主要采用挖補(bǔ)缺陷的方法，保證缺陷清除干凈，并對焊接過程進(jìn)行控制和監(jiān)控。在背面不能充氯時，增加免沖量焊劑，增加測量標(biāo)志，對標(biāo)簽層進(jìn)行焊接。在焊接過程中，通過多通道焊接，仔細(xì)控制根部，減少線能量的消耗，防止焊接缺陷再次發(fā)生。相關(guān)企業(yè)為保證P91管道的組織和性能，采用嚴(yán)格的焊后和熱處理中間道。

關(guān)鍵詞：IP91管道;焊縫根部;缺陷修復(fù);熱處理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，火電廠的容量和參數(shù)不斷增加，而且對于新材料的應(yīng)用也越來越多。首先P91材料具有良好的耐持久性、熱穩(wěn)定性和遇火高抗性。P91管道已在主蒸汽、過熱器和熱電廠中得到應(yīng)用，但在對焊時仍易產(chǎn)生裂紋敏感性、熱影響區(qū)軟化和塑性降低等問題，檢修次數(shù)越多，越能大大降低其整體性能，給電廠安全運(yùn)行減少隱患。因此，相關(guān)部門必須嚴(yán)格對這種現(xiàn)象進(jìn)行控制。

一、施工過程的管道問題

當(dāng)出現(xiàn)缺陷時，維修難度會增加，或多或少給維修工人帶來一些隱患，這是我們必須考慮的問題，如何才能盡可能降低維修產(chǎn)生的效果。我們正在討論對P91管道缺陷修復(fù)進(jìn)行分析、處理及實(shí)踐。

在600兆瓦超導(dǎo)體連接管的安裝過程中，根據(jù)超聲波檢測結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)二次超導(dǎo)體第一個焊接連接點(diǎn)的焊接原因?yàn)榉侨酆蠣顟B(tài)，由于該焊接材料為P91熱鋼，通過對整個修復(fù)過程的分析，希望能為今后P91管道焊根缺陷的修復(fù)提供參考。

1.1缺陷概況

根據(jù)新的焊接技術(shù)的規(guī)范，大厚壁管可進(jìn)行一次焊接。根據(jù)以前的焊接規(guī)范，它必須焊接兩次。在焊接到20毫米的厚度后，必須在發(fā)現(xiàn)故障后用螺栓進(jìn)行焊接。因此，根據(jù)新規(guī)定，最終焊接必須嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行，并且是最好的焊接。

1.2分析缺陷的原因

缺陷的位置表明，第一個是坡口根部的熔合溫度不足以進(jìn)行兩點(diǎn)密封焊接，另外，3-4的位置是卡塊的位置。焊工在焊接過程中無意中造成了熔合。同時也沒有及時檢查管道焊縫的根部。

二、消缺措施

由于焊接位于全廠高溫蒸汽管道主置，是電廠的中心控制點(diǎn)。因此，我們成立了專門小組進(jìn)行聯(lián)合分析討論，制定了嚴(yán)格的焊接返修措施。由于整個管道的結(jié)合力將集中在焊接上，使機(jī)械調(diào)整和焊接變得更加困難。因此，相關(guān)企業(yè)決定在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行挖掘。

在提高焊接效果方面，常用的方法有碳浸、氧乙炔燃燒、角度儀銑削等，由于鋼管是大壁厚管，會導(dǎo)致工作人員測量時間過長。因此，首選碳電壓法和氧焰法兩種方法，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，采用碳弧空氣收集法進(jìn)行切割焊接。

由于P91鋼是一種控制鋼，其硬度和耐磨性較高，具有較高的空氣阻尼性能。由于熱驅(qū)動的靈敏度較高，所以采用碳弧空氣壓縮法補(bǔ)焊時，必須先對焊接進(jìn)行預(yù)熱，加熱溫度與標(biāo)簽連接處的加熱溫度相同，當(dāng)焊接檢測器厚度為67mm時，停止刨削，慢慢使用230角砂磨機(jī)，盡量去鐵屑和細(xì)砂。焊接切割時會產(chǎn)生一層厚度近1mm的焊縫，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，為了去除硬度和過熱層，必須選擇冷處理的方法。根據(jù)管子的厚度，必須用230的角度進(jìn)行打磨，打磨厚度至少為1mm，保證泥縫缺陷完全消除，并將切口打磨成符合表準(zhǔn)的V型槽。然后進(jìn)行冷卻焊接，給切割面和周圍表面上色，并檢查槽周圍有無裂紋、損傷、磕碰等缺陷。

三、焊接工藝及措施

為了保證焊接的連續(xù)性，工作人員必須組織正面焊接，由四名有經(jīng)驗(yàn)的焊接焊縫，焊工應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的焊接工藝操作，最好是采用兩次焊接，中間熱處理等多種措施。

3.1預(yù)熱

缺陷消除后，相關(guān)人員通過著色檢測焊接是否合格，可以通過重新通電進(jìn)行預(yù)測，直到溫度達(dá)到150℃并保持恒定溫度。

3.2焊接工藝

采用的焊絲是直徑為2.5mm，所采用的焊條是直徑為2.5mm與直徑為3.2mm的，所選用的鎢級直徑為2.5mm。

由于焊縫根部不能采用氫氣進(jìn)行保護(hù)，必須用焊絲和底釘進(jìn)行焊接，在焊接選材時，要仔細(xì)檢查焊接的熔合情況和熔透程度。在保證未熔化的焊縫接口沒有缺陷時，可將管道固定密封;密封時，應(yīng)控制好熔池溫度。當(dāng)焊縫比焊底位置多5-10 mm時，封焊前應(yīng)合理提高焊接速度，工作人員可以稍微提高焊接弧度，將焊接弧度緩慢轉(zhuǎn)向斜坡，達(dá)到斜坡與焊接弧度平齊即可。

焊接完畢后，加熱溫度應(yīng)提高到200℃;，并用直徑2.5mm的焊條進(jìn)行多層焊接。當(dāng)焊接厚度達(dá)到20mm時，應(yīng)停止焊接，并用保溫棉覆蓋焊接口進(jìn)行保溫。當(dāng)焊接溫度冷卻至110 ℃，保持恒溫2小時后加熱至400℃，然后在400℃恒溫2小時。焊接溫度冷卻至常溫后，對管道焊接進(jìn)行射線檢測。相關(guān)人員確認(rèn)無缺陷后，繼續(xù)升溫至200C，半小時后，繼續(xù)使用直徑3.2mm、線能量小、多層焊的焊條，直至焊接口焊接完畢。

工作人員在整個焊接過程中，必須使用自動熱處理機(jī)有效地控制焊縫的層間溫度，當(dāng)焊接溫度高于250 ℃時，應(yīng)將層間溫度控制在250%，如果超過范圍就需要工作人員立即停止工作，直到管道焊縫的溫度重新恢復(fù)為250℃之后，才可以繼續(xù)對其進(jìn)行焊接，當(dāng)工作人員的焊接工作全部結(jié)束之后，立即對焊道焊縫進(jìn)行相應(yīng)的熱處理。工作人員對焊道焊縫進(jìn)行焊接以及熱處理之后，詳細(xì)檢查管道焊縫直至外觀符合規(guī)范要求。

工作人員對焊接硬度進(jìn)行檢查;經(jīng)檢驗(yàn)，焊接硬度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，應(yīng)符合電力電廠接頭評定及熱處理技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。管道內(nèi)部焊接檢驗(yàn)采用超聲波檢測對焊接進(jìn)行控制，與管道焊接的零件可采用超聲波技術(shù)。

總結(jié)：

由于鍋爐內(nèi)溫度高、壓力大，管壁就會越來越厚，部件中焊接的P91鋼組件數(shù)量增多，一旦出現(xiàn)焊接缺陷，無論是否連接，基本缺陷都很難處理。為了保證焊縫背面質(zhì)量和根部質(zhì)量，相關(guān)企業(yè)同時對其他焊卡進(jìn)行多層焊接時，使用較小的線能量，在焊接過程中，增加無氫焊接保護(hù)器，用于根部缺陷的修復(fù)和缺陷的檢測。所有焊接均合格可以進(jìn)行一次返修，盡可能降低非焊接管道進(jìn)行另一次返修的風(fēng)險;增加管道中間冷卻和熱后處理，保證P91鋼管轉(zhuǎn)變和中間階段焊接，從而保證誤差的修正效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊向前，唐世偉.進(jìn)口P91管道焊接工業(yè)熱處理工藝[J].新技術(shù)新工藝，2010，1（1）：41-42.

[2]牛林興，楊開軍，張啟文.超臨界機(jī)繼P91主蒸汽管道溫度計套管焊接改造[I].陜西電力，2012 ，40（8）;80-84.

[3]《P91鋼材焊接裂紋的探討》，趙立，《電焊機(jī)》2007年第11期