電廠鍋爐管道焊接存在問(wèn)題及對(duì)策

摘 要

摘要：結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)大型電廠鍋爐安裝中管道焊接存在的問(wèn)題、解決方法、焊接質(zhì)量的保證措施進(jìn)行了探討，對(duì)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(wú)損探傷Prob
摘要：結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)大型電廠鍋爐安裝中管道焊接存在的問(wèn)題、解決方法、焊接質(zhì)量的保證措施進(jìn)行了探討，對(duì)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(wú)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(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力的需求量越來(lái)越大。電力行業(yè)在向大機(jī)組、大容量發(fā)展，應(yīng)用的新技術(shù)、新材料、新工藝越來(lái)越多，逐步向亞臨界、超臨界、超超臨界機(jī)組發(fā)展，對(duì)新建電廠鍋爐安裝質(zhì)量的監(jiān)督檢驗(yàn)工作也提出了更高的要求。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)在電廠鍋爐管道焊接中出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行探討。
1 工程概況
    ① 電廠鍋爐基本情況
    被檢驗(yàn)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(jì)參數(shù)為：過(guò)熱器出口蒸汽壓力為17.5MPa，過(guò)熱器出口蒸汽溫度為541℃，再熱蒸汽流量為853.18t/h，再熱器進(jìn)口蒸汽壓力為3.916MPa，再熱器出口蒸汽壓力為3.736MPa，再熱器進(jìn)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(wú)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(hào))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(shí)，焊縫應(yīng)進(jìn)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(duì)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(jìn)行100%射線或超聲波探傷。
2 管道焊接中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方法
   ① 出現(xiàn)的問(wèn)題
   該鍋爐的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在以下特點(diǎn)：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(tái)。我們篩選出12道典型的焊縫，焊接管道相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1，焊縫外觀見(jiàn)圖1～12.其中焊縫GL1的凸臺(tái)較小。由于凸臺(tái)與焊縫距離較近，導(dǎo)致無(wú)損探傷(射線、超聲波探傷)不能正常進(jìn)行。對(duì)于在安裝現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，由于新建電廠鍋爐多，設(shè)備外形較大、生產(chǎn)期長(zhǎng)，鍋爐制造單位往往難以在限定的期限內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)修改和現(xiàn)場(chǎng)改造。
表1 焊接管道相關(guān)參數(shù)
焊接管道部位
焊縫編號(hào)
管子規(guī)格
材質(zhì)
低溫過(guò)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(guò)熱器至末級(jí)過(guò)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(guò)熱器出口電磁泄放閥
GCF1
Ø137×36.0
F22+12Cr1MoVG
過(guò)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(duì)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(wèn)題、確保安裝質(zhì)量。對(duì)于這12道無(wú)法進(jìn)行射線和超聲波探傷的焊縫，安裝單位請(qǐng)求改做表面磁粉探傷，并通過(guò)加強(qiáng)焊接工藝控制，安排經(jīng)驗(yàn)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(shí)此項(xiàng)工作，應(yīng)編制鍋爐受熱面大口徑管焊接專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，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(yàn)單位進(jìn)行了認(rèn)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(duì)無(wú)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(rèn)可，同意對(duì)此類(lèi)不能進(jìn)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(qiáng)組對(duì)、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(yàn)單位組成的專(zhuān)題管理小組，加強(qiáng)施工過(guò)程中的控制，使組對(duì)、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(jìn)行組對(duì)操作時(shí)，對(duì)管子間的對(duì)口間隙、對(duì)口錯(cuò)邊量、管端坡口、管子對(duì)接彎折度，嚴(yán)格按DL/T 5047—1995《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范(鍋爐機(jī)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(wèn)題的豐富經(jīng)驗(yàn)。
    ③ 加強(qiáng)對(duì)焊材的管理，保證焊材合格、正確。主要是加強(qiáng)對(duì)焊材庫(kù)的管理，做好焊材的出入庫(kù)登記和報(bào)驗(yàn)工作，按焊條、焊絲的牌號(hào)、規(guī)格進(jìn)行分類(lèi)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(jìn)行烘烤，烘烤溫度和時(shí)間必須嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行。焊工領(lǐng)用焊材必須憑技術(shù)員開(kāi)具的焊材領(lǐng)用單到焊材庫(kù)領(lǐng)用，做到焊材使用有可追溯性。焊工領(lǐng)取焊條時(shí)，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(yàn)氬氣純度，在不出現(xiàn)氣孔的情況下才能實(shí)施焊接。
    ④ 加強(qiáng)對(duì)焊前對(duì)口質(zhì)量的檢查，此項(xiàng)工作由現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)檢人員和焊工共同完成，并由專(zhuān)題管理小組確認(rèn)。嚴(yán)格控制坡口及附近10～15mm范圍內(nèi)的清潔度，杜絕錯(cuò)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(qiáng)焊接過(guò)程控制，對(duì)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(zhuān)題管理小組成員做好過(guò)程監(jiān)督和檢查，應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督。尤其是材質(zhì)為SA335P91的焊縫，焊接難度大，要派專(zhuān)人監(jiān)測(cè)，做好焊接時(shí)的氬氣保護(hù)，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(qiáng)質(zhì)量三級(jí)驗(yàn)收制度。首先，焊工及安裝焊接班組在焊接過(guò)程中及焊接完畢后要及時(shí)對(duì)焊縫自檢，做到內(nèi)在質(zhì)量?jī)?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(guò)程檢驗(yàn)和完工檢驗(yàn)，確保焊縫的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和工藝要求。最后，安裝單位項(xiàng)目部質(zhì)檢人員要認(rèn)真進(jìn)行復(fù)檢和總體檢驗(yàn)，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(guò)程中，技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行熱處理和無(wú)損探傷委托。對(duì)合金焊縫還要進(jìn)行光譜檢驗(yàn)委托，防止錯(cuò)用焊材?？傊?，安裝單位應(yīng)從人員、材料、工藝上嚴(yán)把焊接質(zhì)量關(guān)，認(rèn)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(yàn)
   根據(jù)焊縫的具體情況，對(duì)于有條件進(jìn)行超聲波探傷的，應(yīng)100%進(jìn)行超聲波探傷。對(duì)于射線、超聲波探傷均無(wú)法進(jìn)行的部分，采用表面磁粉探傷對(duì)焊縫表面及附近表面的質(zhì)量進(jìn)行100%檢驗(yàn)。
4 建議
   ① 對(duì)制造單位的建議
   在設(shè)計(jì)制造時(shí)添加無(wú)損探傷透照孔，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)安裝探傷設(shè)備的需要。加長(zhǎng)凸臺(tái)與焊縫間直管段的長(zhǎng)度，以滿(mǎn)足射線、超聲波探傷的需要。
   ② 對(duì)安裝單位的建議
   電廠鍋爐由于造價(jià)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、涉及專(zhuān)業(yè)人員多，安裝前應(yīng)認(rèn)真審圖，安裝單位應(yīng)及時(shí)與建設(shè)單位、監(jiān)理單位、監(jiān)督檢驗(yàn)單位溝通，特別是與鍋爐制造單位進(jìn)行及時(shí)有效的溝通，尋找并制定解決安裝現(xiàn)場(chǎng)遇到問(wèn)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(jìn)行檢測(cè)，并盡量采用對(duì)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜情況適應(yīng)性較強(qiáng)的1射線無(wú)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(yàn)院 河北石家莊 050061；2.石家莊安瑞科氣體機(jī)械有限公司 河北石家莊 050061)