電廠鍋爐管道焊接存在問題及對策

摘 要

摘要：結(jié)合工程實例，對大型電廠鍋爐安裝中管道焊接存在的問題、解決方法、焊接質(zhì)量的保證措施進行了探討，對制造、安裝單位提出了建議。關(guān)鍵詞：電廠鍋爐安裝；管道焊接；無損探傷Prob
摘要：結(jié)合工程實例，對大型電廠鍋爐安裝中管道焊接存在的問題、解決方法、焊接質(zhì)量的保證措施進行了探討，對制造、安裝單位提出了建議。
關(guān)鍵詞：電廠鍋爐安裝；管道焊接；無損探傷
Problems and Countermeasures in Welding of Boiler Pipe in Power Plant
CHEN Qi-feng，WANG Hong-xia
Abstract：Problems，solutions and quality assurance measures in pipeline welding in installation of large power plant boilers are discussed with a project. Suggestions for manufacturing and installation units are made
Key words：installation of power plant boiler；pipeline welding；nondestructive inspection
    近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力的需求量越來越大。電力行業(yè)在向大機組、大容量發(fā)展，應(yīng)用的新技術(shù)、新材料、新工藝越來越多，逐步向亞臨界、超臨界、超超臨界機組發(fā)展，對新建電廠鍋爐安裝質(zhì)量的監(jiān)督檢驗工作也提出了更高的要求。本文結(jié)合工程實例，對在電廠鍋爐管道焊接中出現(xiàn)的問題及對策進行探討。
1 工程概況
    ① 電廠鍋爐基本情況
    被檢驗鍋爐采用自然循環(huán)、四角切向燃燒方式、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣。鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為1025t/h，鍋筒為方形鋼構(gòu)架，采用緊身封閉，同步建設(shè)選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置。鍋爐主要設(shè)計參數(shù)為：過熱器出口蒸汽壓力為17.5MPa，過熱器出口蒸汽溫度為541℃，再熱蒸汽流量為853.18t/h，再熱器進口蒸汽壓力為3.916MPa，再熱器出口蒸汽壓力為3.736MPa，再熱器進口蒸汽溫度為324.2℃，再熱器出口蒸汽溫度為541℃，給水溫度為278.6℃。
    ② 焊縫無損探傷的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
    《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(勞部發(fā)[1996]276號)第85條要求：集箱、管子、管件的環(huán)焊縫(受熱面管子接觸焊除外)，當(dāng)外徑大于159mm，或者壁厚大于等于20mm時，焊縫應(yīng)進行100%探傷。
    DL/T 869—2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》第6.3條要求：對于外徑大于159mm或壁厚大于20mm，工作壓力大于9.81MPa鍋爐本體的管子及管道附件應(yīng)進行100%射線或超聲波探傷。
2 管道焊接中出現(xiàn)的問題與解決方法
   ① 出現(xiàn)的問題
   該鍋爐的設(shè)計結(jié)構(gòu)存在以下特點：部分母材管件為三通式，連接方式為焊接連接，焊縫靠近三通管件的根部，且兩焊接件之間因壁厚不同，在焊縫附近形成不同程度的凸臺。我們篩選出12道典型的焊縫，焊接管道相關(guān)參數(shù)見表1，焊縫外觀見圖1～12.其中焊縫GL1的凸臺較小。由于凸臺與焊縫距離較近，導(dǎo)致無損探傷(射線、超聲波探傷)不能正常進行。對于在安裝現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題，由于新建電廠鍋爐多，設(shè)備外形較大、生產(chǎn)期長，鍋爐制造單位往往難以在限定的期限內(nèi)對設(shè)備進行設(shè)計修改和現(xiàn)場改造。
表1 焊接管道相關(guān)參數(shù)
焊接管道部位
焊縫編號
管子規(guī)格
材質(zhì)
低溫過熱器至分隔屏
GL1
Ø610×60.0
SA335P91
GL5
Ø610×75.4
SA-106C
GL7、GL9
Ø406×57.9
SA-106C+SA234WP2CL1
后屏過熱器至末級過熱器
GL18
Ø406×44.8
SA335P91
GL22
Ø406×60.0
SA335P22+SA234WP22CL1
GL23
Ø457×44.8
SA335P91
GL27
Ø406×60.0
SA335P22+SA234WP22CL1
過熱器出口電磁泄放閥
GCF1
Ø137×36.0
F22+12Cr1MoVG
過熱器出口安全閥
GCA1、GCA2
Ø170×50.0
12Cr1oVG+15CrMoG
延伸墻出口連接管
YL1
Ø273×32.0
SA-106C
   
② 解決方法
   對于安裝單位，雖然安裝工期緊、任務(wù)重，但也要想盡一切辦法解決問題、確保安裝質(zhì)量。對于這12道無法進行射線和超聲波探傷的焊縫，安裝單位請求改做表面磁粉探傷，并通過加強焊接工藝控制，安排經(jīng)驗豐富、合格率一貫居高的優(yōu)秀焊工施焊，提高焊縫質(zhì)量。為落實此項工作，應(yīng)編制鍋爐受熱面大口徑管焊接專項作業(yè)指導(dǎo)書，并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行。
   鑒于上述情況，監(jiān)理單位、建設(shè)單位、監(jiān)督檢驗單位進行了認真分析。經(jīng)研究決定：上述情況按電力系統(tǒng)習(xí)慣做法，對無法正常探傷的焊縫，執(zhí)行例外放行手續(xù)。上述單位須在例外放行手續(xù)單上簽字認可，同意對此類不能進行射線和超聲波探傷的焊縫，改為表面磁粉探傷，并要求安裝單位加強組對、焊接質(zhì)量控制。為了保證這些焊縫的焊接質(zhì)量，成立由安裝、監(jiān)理、建設(shè)、監(jiān)督檢驗單位組成的專題管理小組，加強施工過程中的控制，使組對、焊接工作處于最佳受控狀態(tài)。
3 施工質(zhì)量保證措施
    ① 在進行組對操作時，對管子間的對口間隙、對口錯邊量、管端坡口、管子對接彎折度，嚴(yán)格按DL/T 5047—1995《電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范(鍋爐機組篇)》、DL/T 869—2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》、圖樣等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
    ② 安排焊接技術(shù)好、日常焊接合格率高的優(yōu)秀焊工施焊，充分發(fā)揮他們的優(yōu)秀技能以及處理問題的豐富經(jīng)驗。
    ③ 加強對焊材的管理，保證焊材合格、正確。主要是加強對焊材庫的管理，做好焊材的出入庫登記和報驗工作，按焊條、焊絲的牌號、規(guī)格進行分類存放，并設(shè)置明顯的標(biāo)志。保證焊材在規(guī)定環(huán)境(不低于5℃，濕度不大于60%)下保管。焊條在使用前應(yīng)進行烘烤，烘烤溫度和時間必須嚴(yán)格按照規(guī)定進行。焊工領(lǐng)用焊材必須憑技術(shù)員開具的焊材領(lǐng)用單到焊材庫領(lǐng)用，做到焊材使用有可追溯性。焊工領(lǐng)取焊條時，一律使用焊條保溫筒，防止焊條受潮影響焊接質(zhì)量。施工中使用的氬氣由合格供貨商提供，氬氣體積分?jǐn)?shù)不得低于99.95%。焊前必須由焊工本人檢驗氬氣純度，在不出現(xiàn)氣孔的情況下才能實施焊接。
    ④ 加強對焊前對口質(zhì)量的檢查，此項工作由現(xiàn)場焊接質(zhì)檢人員和焊工共同完成，并由專題管理小組確認。嚴(yán)格控制坡口及附近10～15mm范圍內(nèi)的清潔度，杜絕錯口和間隙超標(biāo)。在焊接前搭建防風(fēng)棚，大風(fēng)及雨天不得安排這些焊縫的焊接工作。
    ⑤ 加強焊接過程控制，對于需要預(yù)熱和熱處理的焊縫，嚴(yán)格按照規(guī)程和焊接工藝要求控制施焊參數(shù)。這12道焊縫都需要多層多道焊接，這就要求專題管理小組成員做好過程監(jiān)督和檢查，應(yīng)到現(xiàn)場進行監(jiān)督。尤其是材質(zhì)為SA335P91的焊縫，焊接難度大，要派專人監(jiān)測，做好焊接時的氬氣保護，嚴(yán)格控制層間溫度、焊接厚度、焊接速度、線能量，保證焊接質(zhì)量。
   ⑥ 安裝單位要加強質(zhì)量三級驗收制度。首先，焊工及安裝焊接班組在焊接過程中及焊接完畢后要及時對焊縫自檢，做到內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良，外觀成形質(zhì)量良好。其次，焊接工地的質(zhì)檢人員要把好質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格控制過程檢驗和完工檢驗，確保焊縫的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量滿足設(shè)計和工藝要求。最后，安裝單位項目部質(zhì)檢人員要認真進行復(fù)檢和總體檢驗，做到不漏檢，確保產(chǎn)品的最終質(zhì)量，確保設(shè)備的使用安全。在安裝過程中，技術(shù)人員及時進行熱處理和無損探傷委托。對合金焊縫還要進行光譜檢驗委托，防止錯用焊材?？傊惭b單位應(yīng)從人員、材料、工藝上嚴(yán)把焊接質(zhì)量關(guān)，認真組織，精心施工。用最好的焊工、最優(yōu)的管理、最科學(xué)的質(zhì)量控制手段，使這部分焊縫的焊接質(zhì)量得到最有把握的控制。
   ⑦ 最終檢驗
   根據(jù)焊縫的具體情況，對于有條件進行超聲波探傷的，應(yīng)100%進行超聲波探傷。對于射線、超聲波探傷均無法進行的部分，采用表面磁粉探傷對焊縫表面及附近表面的質(zhì)量進行100%檢驗。
4 建議
   ① 對制造單位的建議
   在設(shè)計制造時添加無損探傷透照孔，滿足現(xiàn)場安裝探傷設(shè)備的需要。加長凸臺與焊縫間直管段的長度，以滿足射線、超聲波探傷的需要。
   ② 對安裝單位的建議
   電廠鍋爐由于造價高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、涉及專業(yè)人員多，安裝前應(yīng)認真審圖，安裝單位應(yīng)及時與建設(shè)單位、監(jiān)理單位、監(jiān)督檢驗單位溝通，特別是與鍋爐制造單位進行及時有效的溝通，尋找并制定解決安裝現(xiàn)場遇到問題的方案。應(yīng)根據(jù)《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求的射線、超聲波探傷方法進行檢測，并盡量采用對現(xiàn)場復(fù)雜情況適應(yīng)性較強的1射線無損探傷技術(shù)。
 
(本文作者：陳奇峰1 王紅霞2 1.河北省鍋爐壓力容器監(jiān)督檢驗院 河北石家莊 050061；2.石家莊安瑞科氣體機械有限公司 河北石家莊 050061)