爐殼安裝焊接質(zhì)量控制

摘要：本文通過(guò)對(duì)高爐爐殼安裝焊接過(guò)程監(jiān)理實(shí)踐的敘述，概括了高爐鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接監(jiān)理的程序、方法和要點(diǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接監(jiān)理工作提供借鑒。關(guān)鍵詞：爐殼安裝焊接監(jiān)理高爐爐殼，就其性質(zhì)而言屬設(shè)備，但就其施工工藝來(lái)看，一般歸類(lèi)為工藝鋼結(jié)構(gòu)。大型高爐本體可分為爐底板、爐缸、風(fēng)口、爐腹、爐腰、爐身、爐頂封板和爐頂法蘭等部分，共由13帶爐殼組成。大部分爐殼都采用50mm以上厚板，爐殼厚度最大達(dá)到90mm。爐殼先在工廠制作成型，經(jīng)預(yù)拼裝后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)二次組裝焊接而成。在現(xiàn)場(chǎng)焊接厚板，無(wú)論是立縫還是橫縫焊接都有一系列專(zhuān)業(yè)技術(shù)問(wèn)題需解決，經(jīng)常要采用一些新工藝、新技術(shù)、新材料。因此，監(jiān)理工程師必須做好事前、事中以及事后控制；在施工過(guò)程中，監(jiān)理工程師必須按程序?qū)γ總€(gè)部位、每道工序嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)、規(guī)范、工藝、方案等要求進(jìn)行監(jiān)督管理、檢查驗(yàn)收。通過(guò)多座高爐監(jiān)理實(shí)踐，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，在不斷完善改進(jìn)中，初步總結(jié)出關(guān)于高爐爐殼安裝焊接質(zhì)量控制的程序、方法和要點(diǎn)。1高爐爐殼拼裝前的準(zhǔn)備工作檢查：（1）督促并審批施工單位編制的專(zhuān)項(xiàng)施工方案、焊接工藝評(píng)定報(bào)告、構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃等。（2）掌握爐殼制作及預(yù)拼裝情況，并對(duì)產(chǎn)品合格證和拼裝資料進(jìn)行審核。（3）嚴(yán)格對(duì)構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)收，清點(diǎn)構(gòu)件數(shù)量，檢查構(gòu)件質(zhì)量。比如檢查構(gòu)件幾何尺寸：用樣板檢查坡口尺寸，加工邊緣與樣板之間的間隙不得大于1mm，用弦長(zhǎng)不小于1500mm的弧形樣板檢查爐殼曲率，爐殼與樣板間隙不得大于2mm。（4）檢查施工方搭設(shè)的拼裝平臺(tái)和胎架。拼裝平臺(tái)和胎架是保證高爐爐殼拼裝質(zhì)量和進(jìn)度的重要設(shè)施，應(yīng)具有足夠的剛度；拼裝平臺(tái)搭設(shè)前應(yīng)先平整地面，鋪墊碎石或礦渣并墊以枕木（可用鋼梁代替），再鋪上型鋼和鋼板；拼裝平臺(tái)表面高差不得大于4mm；在每拼裝一圈爐殼前檢測(cè)調(diào)整水平度，方可進(jìn)行組裝工作。（5）檢查各類(lèi)測(cè)量、找正、定位儀器和工具的有效性。（6）嚴(yán)格審查焊工、電工、起重工、測(cè)量工等人員的資格證和上崗證及其有效性，對(duì)不合格人員堅(jiān)決不準(zhǔn)上崗。2高爐爐殼的拼裝工序檢查：拼裝臺(tái)找平→畫(huà)裝配線→焊定位擋板→構(gòu)件吊裝擺放→安裝固定器→裝合定位器→安設(shè)腳手架→找正→質(zhì)量檢查→點(diǎn)焊定位→安設(shè)焊接專(zhuān)用夾具→超差處打磨→搭防風(fēng)、雨設(shè)施→安設(shè)焊接操作架→清除焊縫位置附近的臟物→焊縫坡口處打磨→安設(shè)焊機(jī)(自動(dòng))→焊引弧及滅弧板→預(yù)熱(對(duì)重要帶或手工焊)→焊內(nèi)立縫→切除卡、夾具→清除焊根打磨殘留物→重新布置焊機(jī)→預(yù)熱（手工焊或重要部位）→焊外立縫→切割外縫焊接專(zhuān)用夾具→焊縫區(qū)打磨→超聲波探傷→焊縫修補(bǔ)→拆除防風(fēng)、雨設(shè)施→復(fù)查焊后結(jié)構(gòu)尺寸→安設(shè)吊耳→重要帶焊接應(yīng)力消除3高爐爐殼的安裝質(zhì)量控制3.1安裝前的準(zhǔn)備工作檢查（1)安裝前，監(jiān)理必須審查基礎(chǔ)驗(yàn)收合格的交接資料，包括檢查基礎(chǔ)強(qiáng)度、外形尺寸、中心線和標(biāo)高的測(cè)量記錄和地腳螺栓的檢查記錄以及基礎(chǔ)的沉降觀測(cè)記錄，對(duì)主要部位進(jìn)行復(fù)測(cè)，將重要的中心線引伸到基礎(chǔ)以外的固定點(diǎn)上，等等，使其必須符合冶金機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的要求。（2)檢查高爐工藝鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)墊板：采用座漿法放置墊板時(shí)，座漿墊板標(biāo)高極限偏差為0～－2mm；采用常規(guī)墊板時(shí)，每一組鋼墊板的塊數(shù)不得超過(guò)5塊，并且鋼墊板應(yīng)相互點(diǎn)焊牢固。3.2高爐爐殼的安裝工序檢查：高爐爐殼上口打磨→抄平墊間隙板→準(zhǔn)備固定器→拉設(shè)安全網(wǎng)→吊裝爐殼→裝合卡具定位器→吊置測(cè)量橋→找正→質(zhì)量檢查→點(diǎn)焊固定→搭設(shè)防風(fēng)雨設(shè)施→安裝外部預(yù)熱器→清除焊縫附近臟物→打磨坡口→安設(shè)焊機(jī)（自動(dòng)）→預(yù)熱→焊內(nèi)橫縫→拆除外部預(yù)熱器→安裝內(nèi)部預(yù)熱器→拆定位器及夾具→清焊根→布置外部焊機(jī)（自動(dòng)）→預(yù)熱→焊接外縫→打磨焊縫區(qū)域→超聲波探傷→焊縫返修→超聲波探傷→拆除爐殼加固架4焊接前的準(zhǔn)備工作檢查（1）裝機(jī)接線：①DC－600焊接電源必須有專(zhuān)用的供電系統(tǒng)，保護(hù)電源電壓在這種情況下要穩(wěn)定在380±10％伏范圍內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)電壓超過(guò)此范圍，要裝穩(wěn)壓設(shè)備。②接好焊機(jī)一次電源，自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)進(jìn)、出電纜線須用接線盒連接牢固，進(jìn)焊機(jī)的一次電源接380V接線柱，不得有誤。③用自保護(hù)藥芯焊絲焊接，二次焊接電源從DC－600焊機(jī)正面左側(cè)的自保護(hù)焊接線柱上接出二次焊接電纜線，towork柱接地線，另一接線柱接至LN－9送絲機(jī)。④由焊機(jī)前面的120V接線柱上分別接反饋線（一根一芯）16＃線至地線夾上，至行走裝置（無(wú)級(jí)變速調(diào)速器），一根三芯和至LN－9送絲機(jī)控制線，一根九芯線，接線端部都有標(biāo)號(hào)，對(duì)號(hào)入座，分別接至接線柱上。（2）焊道準(zhǔn)備：①焊接前，嚴(yán)格按規(guī)范要求驗(yàn)收焊道，建立中間工序交接記錄資料，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的焊道不焊接。②焊道上的鐵屑、鐵銹、氧化金屬、油漆等異物清理干凈，爐殼內(nèi)外焊道坡口上下邊緣20mm范圍內(nèi)的卡具、吊具清理干凈。③焊接前，將焊道中的間隙板清理干凈，將丁字焊縫區(qū)域內(nèi)探傷直縫的機(jī)油火烤干凈。（3）焊接設(shè)備準(zhǔn)備：①焊前要準(zhǔn)備用壓縮空氣、毛刷將設(shè)備中的灰塵、金屬粉塵等異物吹刷干凈，防止接通電源后斷路，以免損壞設(shè)備。②進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)焊時(shí)，半柔性軌道應(yīng)該按一個(gè)方向依順序貼至爐殼上，然后，旋轉(zhuǎn)磁鐵，增大磁鐵與爐殼接觸面，磁鐵面的金屬粉要清除干凈，軌道安裝要設(shè)置安全繩。③LN－9送絲軟管有4.6m長(zhǎng),焊前應(yīng)將送絲機(jī)設(shè)置在焊道后側(cè)2.5～3m處,避免在焊接中,由于移動(dòng)送絲機(jī)產(chǎn)生過(guò)多的接頭.④DC－600焊機(jī)前,選擇好拔動(dòng)開(kāi)關(guān)和旋鈕：Ⅰ極性開(kāi)關(guān)拔向負(fù)極(向下).Ⅱ焊接方式選擇開(kāi)關(guān)拔向自保焊絲焊接檔(中間).Ⅲ將遠(yuǎn)、近控制選擇開(kāi)關(guān)拔向遠(yuǎn)程控制檔（向下）。Ⅳ將多功能焊接旋鈕鈕向負(fù)極（向左）⑤LN－9送絲機(jī)選擇好送絲速度、電壓參數(shù)，將極性開(kāi)關(guān)拔向負(fù)極，將壓緊焊絲的拔動(dòng)送絲輪調(diào)至適中位置，根據(jù)焊接方法，選擇好自動(dòng)和半自動(dòng)焊接拔動(dòng)開(kāi)關(guān)。⑥焊接前，焊接設(shè)備要進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)試，仔細(xì)檢查運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，送絲軟管（焊槍?zhuān)?dǎo)電咀等是否匹配一致。（4）預(yù)熱①預(yù)熱能源介質(zhì)采用電源，預(yù)熱溫度控制在130～150℃之間，升溫速度1～1.5℃／min。②一條焊道若停止焊接４小時(shí)以上，再焊接時(shí)必須重新預(yù)熱。③焊道口預(yù)熱溫度要均恒。④一旦達(dá)到預(yù)熱溫度，立即停止預(yù)熱并施焊。（5）施焊人員分布：①一套焊接設(shè)備（DC－600焊機(jī)，LN－9送絲機(jī)，運(yùn)行機(jī)頭）統(tǒng)一編號(hào)，配備二人，交換操作，二人配合焊接，一人負(fù)責(zé)。②倒班人員原則按設(shè)備編號(hào)固定配備，多班人員操作一套焊接設(shè)備，每個(gè)班次要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)。③一套焊接設(shè)備按爐殼周長(zhǎng)均分若干等分，各負(fù)責(zé)此段焊縫的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作和焊接，處理所有缺陷、完善各項(xiàng)工作，直到交工。5爐殼立縫焊接檢查（1）高爐爐殼安裝的焊接工藝歷來(lái)是左右工程進(jìn)度和工程質(zhì)量的重要因素。高爐鋼板厚，又常用低合金鋼，焊接困難，輔助工作復(fù)雜。在保證高爐爐殼焊縫質(zhì)量的前提下，為提高焊接效率，爐殼的拼裝立縫可采用電渣焊，在爐殼橫縫和坡立焊中可使用手工電弧焊，但必須進(jìn)行預(yù)熱和后熱處理。（2）由于焊接工藝要求防風(fēng)、防雨、防雪，故焊接時(shí)需搭設(shè)防護(hù)設(shè)施。（3）高爐爐殼采用低合金鋼，焊接時(shí)應(yīng)配以相應(yīng)的焊絲、焊劑；在施焊前，必須進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)，在取得合格的焊接工藝后，方可進(jìn)行正式的焊接。（4）焊接前應(yīng)清除焊縫附近100mm左右范圍內(nèi)的鐵銹、油污、積水等影響焊接質(zhì)量的雜物。焊接完成后應(yīng)將焊縫表面熔渣及兩側(cè)飛濺的金屬清除。在每道焊縫焊接前，應(yīng)進(jìn)行清渣，如發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔和裂紋等缺陷時(shí)，必須將缺陷清除干凈，并用碳弧氣刨將焊根清除干凈，打磨露出金屬光澤，經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行施焊。（5）每條焊縫應(yīng)一次焊完，如因故被迫中斷，應(yīng)采取適當(dāng)措施，防止焊縫產(chǎn)生裂紋，重新施焊前必須檢查，確認(rèn)無(wú)裂紋后方可進(jìn)行施焊。（6）高爐爐殼在施焊前，應(yīng)根據(jù)焊接環(huán)境溫度和焊接條件進(jìn)行必要的預(yù)熱，防止焊接變形。（7）對(duì)十字形或丁字形焊縫處施焊后應(yīng)進(jìn)行局部熱處理。（8）對(duì)焊于爐殼的附屬鐵件，如防止?fàn)t殼變形的加固件，安裝用的附屬件等，應(yīng)在爐殼安裝完畢后，全部距爐殼表面5mm以外切除，其殘余部分及焊肉，均用砂輪機(jī)打磨平整。6爐殼環(huán)縫焊接檢查（1）先焊接坡口面大的焊縫，若內(nèi)外坡口角度相等，則可任選一側(cè)先焊，各焊機(jī)同時(shí)朝一個(gè)方向施焊。（2）一側(cè)焊道焊到填充金屬達(dá)2／3之后，進(jìn)行另一側(cè)焊道的氣刨、清根、打磨、處理，直到該側(cè)焊完，然后再焊另一側(cè)焊道，直到焊完，采取交替焊接。（3）焊道各側(cè)均用φ2mm焊絲打底二層（或二～三道），填充均用φ2.4mm或φ2.8mm焊絲，蓋面用φ2mm焊絲。（4）焊接過(guò)程中，要求各套焊機(jī)的電壓、電流、送絲速度一致，焊接速度保持相對(duì)接近，φ2mm焊絲焊接速度控制在0.2m～0.8m/min，φ2.4mm～φ2.8mm，焊絲焊接速度控制在0.7～1.2m/min范圍內(nèi)。（5）對(duì)每道焊縫必須進(jìn)行干凈徹底的清渣。（6）分段焊接的各段焊縫首尾連接形式：手工壘焊接頭形式相同，成平行四邊形（除首、尾焊道外）。層間接頭、收弧處分別在里層錯(cuò)開(kāi)20～30mm,禁止層間接頭、收弧在同一處。（7）各段區(qū)域焊縫收弧處，如有焊縫過(guò)高，熔池過(guò)大、過(guò)深等影響焊接質(zhì)量的問(wèn)題，由后面在此處接頭引弧的施焊者負(fù)責(zé)處理好后，再進(jìn)行施焊。（8）在焊接過(guò)程中，嚴(yán)格防止上道與下道焊縫之間產(chǎn)生“搭眼皮”現(xiàn)象，爐皮坡口夾角不要太小、過(guò)深。（9）在半自動(dòng)和全自動(dòng)焊接過(guò)程中，施焊者要視焊道成型情況靈活調(diào)節(jié)焊槍與焊縫和前進(jìn)方向的角度。（10）在進(jìn)行自動(dòng)焊接時(shí)，焊工要視焊道的深淺靈活控制、調(diào)節(jié)運(yùn)行裝置的行走速度，每層焊道盡量找平。7焊縫返修處理爐殼焊縫經(jīng)超聲波探傷檢查后，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量超標(biāo)問(wèn)題，要進(jìn)行返修處理，措施如下：（1)返修補(bǔ)焊前，焊道另一側(cè)要進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)130～150℃，清除缺陷視焊縫深淺采用氣刨或砂輪打磨干凈。預(yù)熱長(zhǎng)度大于返修長(zhǎng)度300mm。（2)相鄰兩點(diǎn)以上，且相距＜30mm焊縫內(nèi)部缺陷，返修工作一次處理完畢。（3)焊縫返修用NR203NI1%