散裝鍋爐焊接技術(shù)措施

1、散裝鍋爐焊接技術(shù)措施0 引言 在工業(yè)化最發(fā)達的國家,焊接被視為“制造業(yè)的命脈,而且是未來競爭力的關(guān)鍵所在”。其主要根源就是基于這樣一個事實:許多工業(yè)產(chǎn)品的制造和安裝已經(jīng)無法離開焊接技術(shù)的使用。散裝鍋爐是一種典型的設(shè)備安裝工程,焊接質(zhì)量絕對不容忽視。對于散裝鍋爐的安裝和焊接不僅要求技術(shù)先進、經(jīng)濟合理,更重要的是安裝質(zhì)量優(yōu)良,焊接質(zhì)量可靠,從而確保鍋爐在長期運行中的安全可靠性,保證國家財產(chǎn)和人民生命不受損失。 本文是以首都國際機場集中供熱站DG75/1.57-8型燃油燃氣蒸汽鍋爐5臺、北京電子動力公司7#鍋爐房B&WB-75/3.82-M型蒸汽鍋爐1臺、北京電子動力公司南廠集中供熱一期啟動工SHS

2、75-1.6/250-Q型燃氣蒸汽鍋爐1臺的焊接技術(shù)為實際應用,總結(jié)散裝鍋爐焊接技術(shù)的關(guān)鍵所在。 這7臺75t/h散裝鍋爐均為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。蒸發(fā)量大,工作壓力、蒸汽溫度高,結(jié)構(gòu)布局復雜,涉及鋼材種類多,焊接難度大。鍋爐范圍內(nèi)管道焊縫11 398道,焊縫抽查探傷合格率98.5%。針對這些鍋爐的共同特點,采用高效、高質(zhì)的焊接技術(shù)非常重要。 1 散裝鍋爐焊接方法及焊接材料的選擇 1.1 鍋爐范圍內(nèi)管道的對接焊口焊接 鍋爐范圍內(nèi)管道的對接焊口焊接時,管徑76mm的鍋爐受熱面管子和管徑76mm管道焊接分別采用全氬弧焊、氬弧焊打底,手工電弧焊蓋面的焊接方法。包括水冷壁、頂棚管、省煤器管、過熱器管和下降管

3、、主蒸汽管、主給水等管道。 1.2 鍋爐范圍外汽水管道的焊接 鍋爐范圍外汽水管道的焊接管道壁厚大于或等于4mm時采用手工電弧焊,管道壁厚小于或等于3.5mm時采用氧-乙炔焊,但焊件必須加工成坡口,單面焊接雙面成型。 1.3 焊接材料的選擇 碳素鋼管道手工氬弧焊焊接,選擇氬弧焊絲H08Mn2SiA或TIG-J50;15CrMo鋼選專用氬弧焊絲TIGR30或H13CrMoA,20#鋼與15CrMo鋼焊接選用H08Mn2SiA焊絲,12Cr1MOV選用氬弧焊絲H08CrMOVA。手工電弧焊焊接,選擇E4303焊條。 2 焊接技術(shù)的一般要求 2.1 焊工的要求 從事焊接的焊工,應是鍋爐壓力容器焊接考試

4、合格的人員。合格焊工不得擔任超越其合格項目的焊接工作。合格焊工在施焊前,應進行與實際條件相適應的模擬練習,并經(jīng)拆斷面檢查符合要求后方可正式焊接。焊工應認真學習上述有關(guān)規(guī)程規(guī)范,施焊前應認真熟悉工藝卡,凡遇與工藝卡要求不符時,焊工應拒絕施焊。當出現(xiàn)重大質(zhì)量問題時,報告有關(guān)人員,不得自行處理。焊工必須有良好的質(zhì)量意識,嚴格按照給定的焊接工藝卡和焊接技術(shù)措施進行施焊,認真執(zhí)行質(zhì)量自查自檢。焊工本人所焊的焊縫,必須在焊縫一側(cè)打上自己的代號鋼印。焊接工作必須遵守安全、環(huán)保、防火等規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。 2.2 其它要求 無損探傷檢測記錄(包括探傷片)由施工單位妥善保存5年,或移交建設(shè)單位長期保存。 進入施工現(xiàn)

5、場的鍋爐受熱面合金鋼管及耐熱合金件,應逐根逐件進行光譜檢查;焊接合金鋼管的氬弧焊絲經(jīng)光譜抽查確定符合焊接工藝后,焊工方可施焊。 3 焊接前的準備 1)管道對接焊口,其中心線距離管子彎曲起點不小于管子外徑,且不小于100mm(焊接成型管件除外),距支架邊緣至少50mm,兩個對接焊口間距離不得小于管子直徑,且不少于150mm。 2)管道的坡口形式和尺寸應符合設(shè)計文件的規(guī)定,當無規(guī)定時其焊縫的坡口形式和尺寸應符合下表規(guī)定: 焊件坡口形式及尺寸(mm)3)管子或管件的對接焊口應做到內(nèi)壁齊平:級焊縫內(nèi)壁錯邊量不應超過壁厚的10%,且不大于1mm;級焊縫內(nèi)壁錯邊量不應超過壁厚的20%,且不大于2mm。 鋼

6、管對口時錯口允許偏差4)坡口的制備應以機械加工的方法為宜,如使用火焰切割切制坡口,應將割口表面的氧化物、熔渣及飛濺物清理干凈,將不平處修理平整,并檢查坡口處母材有無裂紋、重皮及毛刺等缺陷,檢查坡口加工尺寸是否符合焊接工藝或設(shè)計圖紙要求。5)焊絲使用前應清除銹垢、油污,至金屬光澤;焊條使用前應按說明書要求或焊條管理制度有關(guān)條款進行烘焙,重復烘焙不得超過兩次。6)清除坡口兩側(cè)25mm30mm范圍內(nèi)雜物,見金屬光澤。7)將鈰鎢極直徑端部磨成圓錐形,錐度約2030,頂部留0.5mm1mm小圓臺,鎢極外伸長度約3mm5mm。8)氬弧焊接設(shè)備采用直流正接,即焊管接正,鎢極接負。9)引弧前,應提前5s10s

7、,輸送氬氣,借以排除管中及焊口被焊處的空氣,并調(diào)節(jié)流量計。10)焊口點焊前應核對對口尺寸,并墊置牢固,在施焊過程中不得碰撞,以防出現(xiàn)裂紋。11)對接管口端面應與管子中心線垂直,其偏斜不應大于管徑1%。 12)管子對接時應用專用卡具,并固定牢靠。對于垂直管排應盡量避免管排自重作用在焊接對口上。13)對口時兩管中心線彎折尺寸應不大于1/200。14)所有受熱面管子應避免強力對口,以防引起附加應力,當對口的間隙過大時(大于4mm)應采取接短節(jié)或烤管彎的方式解決,禁止采用烘烤直管,使管子膨脹以達到減少對口間隙的錯誤方法。4 散裝鍋爐管道的焊接 定位焊縫的長度、厚度、間距,應能保證焊縫在正式焊接過程中不

8、致開裂。 定位焊縫的長度、厚度、間距參考尺寸按管徑選擇定位焊縫尺寸表采用根部點固焊時應對焊縫認真檢查,如發(fā)現(xiàn)缺陷時應及時處理,點固焊采用的焊接材料與正式焊接相同。4.2 手工電弧焊焊接:4.2.1 焊條直徑的選擇4.2.3 焊接電流可按下列經(jīng)驗公式選定I=(3555)焊條直徑,I焊接電流,各種焊接位置可適當增減立焊電流比平焊減少15%20%,而仰焊電流比平焊的電流減少10%15%。4.3 水冷壁的焊接1)前后水冷壁一端有聯(lián)箱,側(cè)水冷壁兩端都有聯(lián)箱施焊時由一端聯(lián)箱挨次焊完,然后焊中間焊口,最后再焊另一端聯(lián)箱焊口,以免因兩端聯(lián)箱焊完后再焊中間焊口而造成巨大的變形。2)在施焊水冷壁排管焊口時,應選擇

9、對口間隙較小的焊口先施焊,盡量由管排中心向兩側(cè)施焊或采取間跳對稱焊,但兩個邊緣保證排管尺寸的標準管必須先焊完。如圖所示。4.4 頂棚管排管焊接頂棚管排管焊接要求同水冷壁排管要求相同。4.5 管子與鍋筒接管焊接管子與鍋筒接管焊接:如下圖1)將所有焊口均點固焊,點焊兩點長度15mm20mm,厚度3mm4mm;2)焊接時由中心向兩側(cè)進行;3)施焊方法按跳焊法進行;4)每道焊口先焊第一層,所有焊口第一層焊完后再焊次層。4.6 省煤器、過熱器排管的焊接1)省煤器、過熱器排管的焊接應盡量采取由一端向另一端或中間向兩側(cè)一排排逐一施焊,以減少困難的焊接位置。2)省煤器、過熱器管排的焊接次序,應先焊上部后焊下部

10、焊口。如圖:3)焊接電源的極性必須是正接,即焊槍接負極,焊件接正極。4)對于直徑小于或等于76mm的管子一般點焊12點,點焊長度15mm20mm,高度2mm3mm。4.7 雙人對稱焊接1)成排管道及直徑大于219的管子的對接焊口,均采用雙人對稱焊法,減少焊接變形和接頭缺陷,可保證質(zhì)量,增加美觀。2)雙人對稱焊接,是兩名焊工各焊管的1/2周強,避免了冷接頭,提高了焊接質(zhì)量,但要求焊接時,兩名焊工所用焊條、電流強度、焊接速度、運條方法等基本近似。4.8 氬弧焊焊接1)氬弧焊打底的根層焊縫檢查后,應及時進行次層焊縫的填充焊接,以防產(chǎn)生裂紋。2)焊前管口宜采用組對卡具,每道焊縫應一次連續(xù)焊完不得中途停

11、焊,不得在焊件表面引弧或試驗電流。3)焊接時應注意起弧和收弧處的質(zhì)量,收弧時應將弧坑填滿,多層焊時,第一層焊縫根部必須均勻地焊透,不得燒穿,層間接頭應錯開,每層焊縫的厚度為焊條直徑的0.81.2倍。4)每層焊完之后,應清除溶渣、飛濺物等并進行外觀檢查,發(fā)現(xiàn)缺陷必須清除重焊。4.9 手工鎢極氬弧焊焊接:1)管道打底焊接規(guī)范(按管道直徑)的選擇:2)管道打底焊接規(guī)范(按管道壁厚)選擇:注:選擇噴嘴大小由鎢極直徑而定,其經(jīng)驗公式如下:D=2d+4式中:D-噴嘴直徑(mm),d-鎢極直徑(mm)決定氬氣流量主要依據(jù)噴嘴的大小,其經(jīng)驗公式如下:Q=KD式中:D-噴嘴直徑(mm),Q-氬氣流量(升/分),

12、K-系數(shù)(0.81.2),使用大嘴時,K取上限;使用小嘴時K取下限。3)手工鎢極氬弧焊焊接技術(shù):(1)采用高頻引弧或高壓脈沖引弧。(2)焊接時,在不防礙視線的情況下,盡量采用短弧,以增強保護效果,噴嘴應是垂直或保持與坡口表面較大夾角,約7080,以加強氣體保護效果,噴嘴與管口表面距離不超過10mm,焊槍除做直線運動外,允許做輕微橫向擺動。(3)焊絲與管口夾角1015為宜,焊絲往復加入熔池,同時應注意在熔池前面成熔滴狀加入,填充焊絲要均勻,不要擾亂氬氣流,焊絲頭部應始終放在氬氣保護區(qū)內(nèi),以免氧化。焊接終了時,應多加些焊絲,然后慢慢拉開,施焊環(huán)境低于0時,可用普通氣焊進行加熱處理。(4)焊接完畢,

13、切斷焊接電源后,不應立即將焊炬抬起,必須在3s5s內(nèi)繼續(xù)送出保護氣體,直到鎢極及熔池區(qū)域稍稍冷卻以后,保護氣體才停止,并抬起焊炬以防焊縫表面氧化或產(chǎn)生氣孔。5 鍋爐鋼架焊接 1)鋼結(jié)構(gòu)施工焊接前必須進行技術(shù)交底后方可焊接; 2)焊縫的布置和接頭形式要符合設(shè)計圖紙的規(guī)定; 3)焊件坡口如用氣割法加工時,應將割口處表面的氧化熔渣、毛刺等清除干凈,并將凹凸不平處修理平整。 4)焊件拼接組裝時應墊置平整、牢固,防止在施焊過程中發(fā)生位移和變形; 5)各零部件在組裝前應進行檢查,當發(fā)現(xiàn)變形時必須校正和調(diào)直后方可組裝點固; 6)焊件對口應平齊,如有錯口應修整到符合規(guī)定的尺寸; 7)對口間隙過大時,不得在間隙

14、內(nèi)填塞金屬物; 8)焊條使用前應按規(guī)定的溫度、時間進行烘焙; 9)烘焙后的焊條在施焊前應進行各種位置的試焊,如出現(xiàn)嚴重氣孔及裂紋時,該焊條不能使用; 10)焊接場所應采取防風、防雨、防雪等措施; 11)鋼結(jié)構(gòu)在施焊前該部件應經(jīng)有關(guān)專業(yè)人員檢查合格后方可施焊; 12)為了保證結(jié)構(gòu)尺寸符合設(shè)計圖紙要求,在施焊過程中要隨時進行檢查,嚴格要求,防止結(jié)構(gòu)變形; 13)電焊條的選用應符合有關(guān)規(guī)定的要求,重要的結(jié)構(gòu)采用結(jié)50T焊; 14)施焊時要注意接頭和收弧的質(zhì)量,收弧時應將弧坑填滿,每道焊接接頭應相互錯開; 15)多層多道焊縫施焊時,次層焊縫必須將前層邊緣熔合好;16)同一部件上如采用一端對接一端搭接時

15、,應首先焊對接端的焊縫然后再焊搭接端的焊縫;17)鋼對接施焊順序以防止變形,減少應力為原則,凡無加固板的焊縫均采取雙面焊為宜,焊縫較長時采用分段施焊法。見下圖:18)柱、梁等焊件組對順序:(1)首先焊接對接焊縫;(2)對接焊縫焊接完畢經(jīng)檢查符合要求后再組對,焊接加固板;(3)單根鋼柱、鋼梁焊接完畢組成大型焊件時,經(jīng)檢查其結(jié)構(gòu)尺寸符合要求后再焊接卡頭及各接口點。19)鋼柱、鋼梁和大型型鋼的對接焊縫,需采取雙人或四人對稱位置施焊,單條焊縫長度超過300mm時應采取分段退焊法或間跳分段法進行施焊,當焊接第二層時應與第一層方向相反,且各個焊接接頭應相互錯開。見下圖;20)鋼架的角焊焊縫要求焊法同上;2

16、1)對接縫加固板的施焊順序:見下圖:22)進行橫梁與立柱安裝部位的焊接:見下圖:(1)減少應力、縮小變形的措施控制線能量不宜過大,不采用大直徑的焊條操作;長焊縫分段進行施焊,采用多層多道焊法;多層焊控制層間溫度,冷卻后再焊下一層;鋼架組對時間隙不宜大,要求一致,減少填充金屬。(2)梁、立柱安裝部位焊縫,是將各種箱型斷面梁安裝在立柱的支撐托架上;首先將梁點焊固定在立柱的托架上,然后將側(cè)面連接板點焊到梁及立柱上,最后將上面的連接板再點焊到梁及立柱上,這樣能使梁緊貼托架不發(fā)生位移和脫空。全部點焊完并檢查安裝尺寸符合要求后,再進行焊接。焊接順序按圖所示,先焊托架上的焊縫,再焊兩側(cè)連接板焊縫,最后焊上部

17、的連接板。施焊方法按加強板施焊順序進行。(3)鍋爐鋼架焊接采用雙人或四人對稱焊法,鋼架結(jié)構(gòu)整體的對稱,結(jié)構(gòu)局部的對稱,一根橫梁的兩端對稱。對稱的目的是使結(jié)構(gòu)達到同時膨脹,同時伸縮,所以要求參數(shù)一致。如:焊條直徑、電流大小、焊接速度、起焊時間等。(4)鋼架焊接要有規(guī)律,分步驟施焊:鋼架組對點固焊后,校對尺寸無誤,進行整體焊接;先焊主立柱下部柱腳各部;次焊主立柱上部棟梁與主立柱連接各點;再焊棟梁和主立柱連接各點;最后焊副梁、剪刁撐和零部件。目的是增強鋼架自身的剛性,形成有規(guī)律的收縮,達到減少變形。23)大型桁架必須采用對稱施焊,其焊接順序如下:24)隱蔽的焊縫或兩道工序的焊縫應在上道工序焊接工作結(jié)

18、束并檢查合格后,方可進行下道工序的焊接。25)在焊件或組件焊縫焊接完畢后應清理熔渣和飛濺物,認真進行自檢,確認焊縫達到要求后打上焊工本人代號鋼印。6 焊縫質(zhì)量檢驗 檢驗是保證產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的重要手段,而焊接檢驗包括焊接的全過程,即焊前、焊接過程中和焊后檢驗。 6.1 焊接檢驗的目的和內(nèi)容 焊接檢驗:目的是預防或減少焊接時出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能性,防患于未然,是把好焊接質(zhì)量的第一關(guān);主要包括對焊工資格的審查、焊接材料的確認、焊接設(shè)備完好狀況的檢查、焊接裝配質(zhì)量、坡口型式和尺寸、坡口表面清理及預熱溫度檢測等措施。 6.2 焊接過程中的檢驗 質(zhì)檢員應根據(jù)焊接工藝,對焊工執(zhí)行工藝情況進行檢查;對施焊環(huán)境

19、的溫度、濕度、風速等進行測量,超過有關(guān)規(guī)定時禁止繼續(xù)施焊;檢查焊縫的清根、清渣、層間溫度控制焊縫返修過程等。6.3 焊后檢驗 1)焊縫施焊結(jié)束后立即去除渣皮、飛濺物,將焊縫表面清理干凈,然后進行焊縫外觀檢查。焊縫尺寸應符合設(shè)計圖紙與焊接工藝要求,焊縫表面應完整,高度不得低于母材表面并與母材圓滑過渡,焊縫寬度應超出坡口邊緣2mm。為了保證管道焊縫表面美觀、成型基本一致,縫表面加強高度:轉(zhuǎn)動焊口:1.5mm2.0mm;固定焊口:2.0mm3.0mm。座式管板(管與法蘭)焊件的焊腳為+(3mm6mm);插入式管板(管與法蘭)焊件的焊腳為+(2mm4mm),管與法蘭內(nèi)側(cè)必須焊一遍。:管的厚度 2)外觀

20、檢查不合格的焊縫,不允許進行其它項目檢查。 3)焊縫外形允許尺寸和焊縫表面缺陷允許范圍見下表:焊縫外形允許尺寸(mm)注:1)焊縫表面不允許有深度大于1mm的尖銳凹槽,且不允許低于母材表面。2)搭接角焊縫的焊角與部件厚度相同。焊接角變形允許范圍 焊縫表面缺陷允許范圍(1)按GB3323鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級的規(guī)定執(zhí)行,射線照相的質(zhì)量不低于AB級。(2)鍋爐范圍內(nèi)蒸汽鍋爐工作壓力大于或等于0.1MPa,但小于3.8MPa的管道,至少抽查焊接接頭的10%。當外經(jīng)大于159mm,或者壁厚大于等于20mm時,每條焊縫應進行100%探傷。(3)鍋爐范圍內(nèi)熱水鍋爐額定出口熱水溫度大于或等于12

21、0,至少抽查焊接接頭的2%。當外經(jīng)大于159mm,或者壁厚大于、等于20mm時,每條焊縫應進行100%探傷。(4)受熱面管子及鍋爐汽水管道如果采用無直管段彎頭,無直管段彎頭與管道對焊焊縫應經(jīng)100%射線探傷。(5)鍋爐范圍外管道焊縫探傷,執(zhí)行工業(yè)管道焊縫探傷規(guī)定。(6)焊縫類別及探傷級別規(guī)定見下表:焊縫類別及探傷級別規(guī)定焊接接頭的焊縫返修應有合格的返修工藝,并在焊接技術(shù)人員指導下,方可進行。返修工藝要點如下:1)焊接接頭經(jīng)無損射線探險傷檢測,發(fā)現(xiàn)存在不合格的缺陷時,及時進行返修。2)確定缺陷部位、缺陷性質(zhì)、缺陷尺寸和數(shù)量;選擇經(jīng)該類材料考試合格且有一定經(jīng)驗的焊工返修;3)采用機械加工方法;做好焊前