發(fā)電機組安裝新材料、新技術、新工藝應用介紹

發(fā)電機組安裝新材料、新技術、新工藝的應用1奧氏體鋼SA213S304H和SA213TP310HCbN的焊接1.1鋼材特點隨著機組容量越來越大，鍋爐的壓力和溫度參數(shù)也越來越高，這樣對鍋爐的材料性能要求也越來越高，耐熱鋼材料從珠光體鋼到馬氏體鐵素體到奧氏體，材料的高溫強度和蠕變強度越來越好，同時這些材料對焊接的要求也相應提高了。本工程二級再熱器和三級過熱器所采用的材料分別是SA213S304H和SA213TP310HCbN替代了二期工程所用的SA213T91，它們的焊接性能及方法有很大層度的不同，這兩種材料是近年來國內引進的新型材料是本工程焊接面臨的一個新的課題。SA213S304H和A213TP310HCbN是較典型的奧氏體的耐熱鋼，SA213S304H對應的我們經(jīng)常碰到的18-8型鋼種，其對應的合金成分主要Cr含量18～20%，Ni含量8.0～11%,同時嚴格控制S、P雜質，SA213TP310HCbN鋼其對應的合金成分主要Cr含量24～26%，Ni含量17～23%,同時嚴格控制S、P雜質，是25-20型奧氏體鋼。1.2工藝要點1.2.1奧氏體鋼的導熱系數(shù)小而線膨脹系數(shù)大，焊接后易產(chǎn)生焊接變形，為次，應選用焊接線能量較集中的焊接方法，快速進行焊接，由于二級再熱器和三級過熱器都是小口徑管，單個焊口焊接量較小所以我們將選用氬弧焊的焊接方法。1.2.2奧氏體鋼的電阻率較大，易使焊接接頭過熱，為了防止過熱，焊接電流則選得小一些，一般比焊接低碳鋼低20%。1.2.3奧氏體鋼在焊接時出現(xiàn)熱裂紋的機會比碳鋼要多，因為奧氏體鋼易形成方向性很強的柱狀晶焊縫組織，有利于雜質的偏析和缺陷的聚集，奧氏體鋼的導熱系數(shù)小而線膨脹系數(shù)大，在焊接的不均勻加熱和冷卻條件下，焊接接頭形成較大的拉應力，因此焊縫處易產(chǎn)生熱裂紋，所以焊接時采用小的線能量，減小焊接電流，加快焊接速度，同時每層焊縫的交接處要錯開。1.2.4焊縫盡可能避免重復加熱，且采用多層多道焊，在可能的條件下，每層施焊的方向應與前一層向反，并等待前層焊縫冷至40~50℃后再焊下一層，避免層間溫度過高，必要時可用噴水或壓縮空氣吹的辦法進行強制冷卻。1.2.5為了避免奧氏體鋼的徑間腐蝕，焊接材料的選擇盡可能含碳量低些。1.2.6焊接時切忌在管子表面任意引弧，避免引弧處管子表面損傷。1.2.7SA213S304H和SA213TP310HCbN這兩種材料均為高合金鋼，為了避免根部出現(xiàn)過氧化，奧氏體鋼氬弧焊打底焊接時內部充混合氣體作內保護，以確保根部的焊接質量。針對SA213S304H和SA213TP310HCbN這兩種材料的焊接，我們將成立專門的課題小組，同時在焊接質量管理上實施焊接前，焊接過程中和焊接后的三個階段控制簽證制度。焊接前控制：施工前對這兩種鋼種完成相應的焊接工藝評定，對以往有不銹鋼焊接資質的焊工進一步培訓，來承擔這些材料的焊接任務，檢查工器具和對口質量是否滿足工藝評定及焊接標準要求。最后對選用焊接材料進一步確認把關和施工環(huán)境的認可。焊接過程中的控制：由焊接技術員和質量員繼續(xù)跟蹤檢查，其內容涉及到焊接材料、焊前預熱、焊接電流、焊接電壓、焊縫層、道數(shù)、層間清理、層間溫度控制和保護氣體，進行定時隨機的旁站監(jiān)督檢查并記錄，所有檢查項目應符合焊接工藝評定及焊接技術規(guī)范要求。對一些困難位置的施焊，采用焊接旁站監(jiān)督。焊接過程后控制：由質量員負責檢查焊縫表面清理情況及焊縫表面質量，現(xiàn)場文明施工以及落手清工作，對不符合質量、文明施工要求的，及時督促加以糾正，并對檢查合格的焊縫按規(guī)范要求及時委托做無損探傷檢查。通過三階段的檢查，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，即使對產(chǎn)生的問題進行分析，對不符合要求的因素在施工過程中加以控制，真正實行動態(tài)控制，通過這一系列的控制手段來保證這兩種新材料在現(xiàn)場成功運用。2高合金SA-335P92大口徑厚管壁的焊接措施本標段汽機的主蒸汽、再熱蒸汽管道采用SA-335P92、P91鋼種，大口徑SA-335P92材料的現(xiàn)場安裝對焊接、熱處理、金屬檢驗等多工種的配合、協(xié)調和焊接質量的控制提出了新要求。同時因管壁厚、剛性大、合金成份高，焊后容易產(chǎn)生焊接冷裂紋。針對該鋼種特點，擬采用合理的焊接方法和工藝及特殊的焊接措施，如先進焊接設備的投入、加強焊接人員的培訓、對新鋼種的焊接工藝評定、對高合金鋼管道接頭在焊接過程中背部充保護氣體、焊接質量三階段的控制等一系列有效而科學的手段，以保證本標段焊接質量始終處于受控狀態(tài)。2.1P92鋼焊接工藝參數(shù)選擇的原則P92鋼是在P91鋼的基礎上加1.5％～2.0％的W，降低了Mo的含量以調整鐵素體-奧氏體元素之間的平衡，并加入了微量合金元素硼。600℃許用應力比P91高34％，達到TP347的水平。由于它具有較高的蠕變性能，所以可以減輕鍋爐和管道部件的重量。它的抗熱疲勞性強于奧氏體不銹鋼。同時，另外一個存在的事實是焊接接頭的性能隨著線能量的增加而變劣，因此，焊接工藝的正確合理與否是P92鋼獲得良好性能的前提。從國外的文獻資料來看，P92鋼焊接工藝評定僅給出了一個合理的工藝范圍，它存在著與實際施工的差距。例如，制約焊接線能量輸入的熱容量、冷卻條件等都與工藝評定條件有所不同，現(xiàn)場焊接對這些因素都應予以了充分的考慮。本標段選用的P92鋼焊接工藝的原則如下：a)相關技術標準熱處理工藝參數(shù)與我公司焊接工藝試驗室所做試驗的評定結果不相悖，盡可能明確小的選擇范圍。b)對未能明示的工藝參數(shù)完全按照既定的工藝標準執(zhí)行，并明確盡量小的選擇范圍。c)焊接線能量的選擇在不違反工藝評定給出的范圍中選用盡量小的規(guī)范，所有焊接因素的變量均考慮利用小的線能量。手工電弧焊的焊接線能量控制在17KJ/cm以內。根部三層焊接時內壁充氬氣保護。P92鋼焊接工藝流程如下：預熱焊接預熱焊接探傷冷至室溫后熱預熱二次焊冷至80~100。C焊后熱處理探傷焊后熱處理2.2P92鋼焊接工藝控制措施本工程采用了高合金鋼SA-335P92、P91大口徑厚壁管，用于主蒸汽和再熱蒸汽管道上，規(guī)格有Di349×72、Di248×53、Di669×50、Di502×38等。因為管壁厚、剛度大，即焊接時拘束度大，容易引起焊接冷裂紋的產(chǎn)生，同時要確保焊縫的韌性指標值。故對SA-335P92大口徑厚管的焊接，在保證質量的前提下，應考慮專門的焊接措施，焊后合理選用熱處理工藝措施，即焊后冷至80℃～100℃恒溫1小時，讓奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，隨即進行焊后熱處理，以達到既防止冷裂紋產(chǎn)生，又符合設計的強度要求。為此必須嚴格按焊接工藝評定的技術要求，對焊條進行烘焙，焊接前采用合適的預熱方法，焊后合理選用熱處理工藝措施，嚴格控制焊接線能量，確保焊縫韌性指標值。同時從焊接工藝角度出發(fā)，特別是在施焊技術方面，也應采取相應的措施。我們將從以下幾個方面來控制:a)采用先進的全數(shù)字逆變焊機這類焊機由于以軟件為核心，可實現(xiàn)各種復雜的工藝特性及使用特性。事先將驗證的工藝評定參數(shù)鎖定在焊機的微電腦中，任何人不得隨意更改焊接規(guī)范，使焊工按預先設定的準確工藝參數(shù)進行施焊，排除了人為的因素，使焊工的工作質量得到有效控制，最終得到滿意的焊接質量。b)控制每道焊縫的幾何尺寸(寬厚比）每層(道）焊縫的厚度不得超過焊條的直徑，施焊擺動寬度為焊條直徑的3～4倍。c)對壁厚≥70mm的焊口，將采用中間探傷的措施保證根部的焊縫質量，即焊口從根層焊至壁厚的20～30mm時即停止焊接，及時對此焊縫進行RT檢驗，防止整只焊口焊完后因根部缺陷，而造成大面積的返工。d)氬弧焊封底后緊接著用焊二層，小直徑的焊條焊接時根部背面繼續(xù)充氬氣保護，以確保焊縫根部質量，然后再逐步增加焊條規(guī)格，焊接過程中嚴格控制焊接線能量，以保證焊縫的韌性。e)P92鋼的焊接全過程實施旁站監(jiān)督，以確保工藝準確實施。f)投入先進的電腦溫控熱處理設備用于對SA-335P92鋼種的預熱、層間溫度控制（使預熱、層間溫度始終控制在200℃～300℃之間）和焊后熱處理。3M1280P-2400t.m塔式起重機的運用根據(jù)本工程塔式鍋爐安裝的特點，我方從澳大利亞采購了國內第一臺M1280P－2400tm自升式塔式起重機，最大起重量達到140噸，其最大的優(yōu)點是在主鋼架吊裝過程中，在地面另配備一臺KH-700履帶式起重機，可對部分橫梁和斜撐構件先在地面進行組合，再用M1280P－2400tm吊機吊裝就位，可大大減少吊裝件數(shù)，加快吊裝進度，有利于加快鍋爐安裝進度和縮短整個工程的施工周期。M1280P塔式起重機先期布置于爐膛內吊裝主鋼架，安裝高度隨著鋼架的升高而升高，在吊主鋼架時附著于主鋼架立柱。待五層主鋼架完成后，進行大板梁和部分次梁吊裝，隨后拆除并重新布置安裝于鍋爐擴建端，作為吊裝擴建端付鋼架的吊裝的機械，以及付鋼架到頂后作為加熱面吊裝的機械。4鍋爐主鋼架吊完直接進行受熱面吊裝的新工藝運用鑒于塔式鍋爐的結構特點，為加快鍋爐安裝進度和縮短總工期，我方計劃在主鋼架吊完后不等輔鋼架吊完就直接進行受熱面吊裝。為此先在爐內布置一臺M1280P-2400tm吊機作為主鋼架和大板梁吊裝機械，然后在爐頂鋼架上布置一臺爐頂?shù)?，作為拆除M1280P-2400tm吊機和吊裝吊桿螺栓、集箱臨拋、垂直水冷壁的機械。剛性梁采用液壓提升裝置吊裝，剛性梁到位后進行找正，一方面可解決受熱面吊裝時主鋼架