宋傳靜(河南省鍋爐壓力容器安全檢測(cè)研究院駐馬店分院,河南駐馬店 463000)

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關(guān)于承壓類特種設(shè)備焊接技術(shù)的分析

宋傳靜
(河南省鍋爐壓力容器安全檢測(cè)研究院駐馬店分院,河南駐馬店 463000)

【摘 要】隨著承壓類特種設(shè)備焊接工作參數(shù)的大幅度增加,以及焊接技術(shù)不斷廣泛的被應(yīng)用,對(duì)于焊接技術(shù),要求也變得越來越高,承壓類特種設(shè)備在焊接的過程中,應(yīng)該嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合具體實(shí)際的情況來進(jìn)行,因此,本文探討了承壓類特種設(shè)備應(yīng)如何有效提高焊接的質(zhì)量,探討了相關(guān)的管理方法以及控制措施,希望對(duì)未來的焊接工作能夠起到一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】承壓類特種設(shè)備 焊接技術(shù) 研究分析

承壓類特種設(shè)備主要包括壓力管道、壓力容器、鍋爐等。如:壓力容器，指的是盛裝液體或者氣體，承載壓力的密閉性設(shè)備。分離容器、換熱容器、反應(yīng)容器和貯運(yùn)容器都屬于壓力容器，能夠保持外部或內(nèi)部壓力的容器。為了確保壓力容器能夠正常安全的運(yùn)行，必須確保其焊接質(zhì)量。否則，將會(huì)導(dǎo)致泄漏或者是爆炸事故，對(duì)操作人員的安全造成巨大的威脅。因此，焊接是鍋爐在制造生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，只有對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的管理和控制，才能確保鍋爐制造的質(zhì)量，保證鍋爐設(shè)備的可靠安全的運(yùn)行。本文對(duì)于影響承壓類特種設(shè)備焊接質(zhì)量的各項(xiàng)因素進(jìn)行了分析，并且采取對(duì)應(yīng)的措施，對(duì)焊接的各項(xiàng)工序進(jìn)行有效控制，從而確保焊接的質(zhì)量。而承壓類特種設(shè)備焊接的質(zhì)量控制，主要包含了焊接前的控制、焊接過程中的控制以及焊接后的控制。

1 承壓類特種設(shè)備的主要焊接技術(shù)分析

承壓類特種設(shè)備都是全焊結(jié)構(gòu)，其焊接的工作量十分大，對(duì)于質(zhì)量的要求也高。因此，焊接者在工作過程中，對(duì)于先進(jìn)技術(shù)要不斷進(jìn)行研究和探索，得出一些較為經(jīng)濟(jì)的高效的焊接方法，取得了一定的進(jìn)步。下面重點(diǎn)介紹在國內(nèi)外的承壓類特種設(shè)備制造業(yè)中，應(yīng)用比較廣泛的較為高效先進(jìn)的焊接方法。

1.1 雙面脈沖MAG自動(dòng)焊接生產(chǎn)線

為了有效提高鍋爐的熱效率，降低材料的費(fèi)用，大型電站的水冷壁管屏通常使用扁鋼加光管組焊制成。這類型部件的尺寸外形和鍋爐的容量為正比，一臺(tái)大約600MW的電站水冷壁管屏，其拼接縫長度超過了萬米。因此，需要使用高效的方法進(jìn)行焊接。

1.2 對(duì)接高效焊接法

鍋爐的管件接頭、再熱器部件、受熱面過熱器的數(shù)量以及壁厚，會(huì)隨著鍋爐容量的增加而不斷增加，一個(gè)600MW的電站鍋爐熱器，其最大壁厚可以達(dá)到13mm，接頭的總數(shù)達(dá)到上千個(gè)。以往的填充冷絲TIG焊接的效率，已經(jīng)不能有效滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求。因此，應(yīng)該采用高效率的高質(zhì)量的焊接方法。

1.3 厚壁容器

窄間隙埋弧焊屬于一種低耗、高效、優(yōu)質(zhì)的焊接方式。1985年，從瑞典公司引入第一臺(tái)高效的窄間隙埋弧焊工作系統(tǒng)，現(xiàn)今，窄間隙埋弧焊在我國各大重型機(jī)械與鍋爐化工機(jī)械制造廠中得到了推廣以及應(yīng)用，實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)顯示，窄間隙埋弧焊的確是厚壁容器進(jìn)行對(duì)接焊技術(shù)的最有效的選擇。

1.4 大直徑厚壁管生產(chǎn)中的高效焊接法

隨著不斷提升的輸送管線的工作參數(shù)，直徑較大厚壁管需求量快速增加，制造這種管材，較為高效的方法是把鋼板壓制成形，然后使用1條或者2條的縱縫進(jìn)行組焊。因?yàn)楹癖诠艿暮附庸ぷ髁勘容^大，為了有效提高鋼管產(chǎn)量，一般采取5絲、4絲、3絲或者是串列的電弧進(jìn)行高速埋弧焊。5絲的埋弧焊，對(duì)于16mm厚壁管的縱縫進(jìn)行焊接，其最高的焊接速度可以達(dá)到156m一小時(shí)，對(duì)38mm的厚壁管進(jìn)行焊接，其焊接速度可以達(dá)到100mm一小時(shí)。

2 承壓類特種設(shè)備焊接質(zhì)量的控制

2.1 焊工的管理

在承壓類特種設(shè)備焊接的生產(chǎn)過程中，焊接工作對(duì)于壓力容器的質(zhì)量起到了決定性的作用。因此，進(jìn)行壓力容器焊接時(shí)，焊工應(yīng)該按照考試規(guī)則以及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)的考試，在得出焊工合格證書之后，才可以在有效期內(nèi)進(jìn)行焊接工作。在操作中，焊工應(yīng)該按照焊接工藝實(shí)施焊接。單位檢查員應(yīng)該對(duì)具體的焊接工藝進(jìn)行相關(guān)檢查，并且做好記錄工作。從事生產(chǎn)的焊工，應(yīng)持證上崗。倘若持證的焊工中斷焊接工作超過六個(gè)月的，應(yīng)該重新進(jìn)行考試，合格后才能繼續(xù)進(jìn)行焊接工作。對(duì)于壓力容器的制造單位來講，應(yīng)該建立每個(gè)焊工的技術(shù)檔案，通過焊工的業(yè)績檔案，能夠有效了解焊工的技術(shù)操作狀況，便于進(jìn)行管理，定期需要組織焊工進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)有關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)，制訂有效的焊工培訓(xùn)計(jì)劃，不斷加強(qiáng)焊工的業(yè)務(wù)水平，保證焊接質(zhì)量安全可靠。

2.2 承壓類特種設(shè)備焊接的主要質(zhì)量要求

在壓力容器上，對(duì)拉盤的墊板以及臨時(shí)吊耳進(jìn)行焊接，應(yīng)該采取和壓力容器殼體較為相似或者是在焊接性能和力學(xué)性能方面比較相似的材料，并且使用相適應(yīng)的焊接工藝與焊接材料進(jìn)行焊接。拉盤的墊板和臨時(shí)吊耳在割除后，必須打磨平滑留下的焊疤，并且應(yīng)按照?qǐng)D樣的規(guī)定，進(jìn)行磁粉檢測(cè)或滲透檢測(cè)，保證表面沒有裂紋。在打磨后，其厚度應(yīng)該超過該部位原先的設(shè)計(jì)厚度，不應(yīng)該采取十字焊縫。兩筒節(jié)間的封頭拼接焊縫與縱縫，和相鄰?fù)补?jié)的拼接焊縫和縱縫應(yīng)該錯(cuò)開，并且焊縫中心線的外圓弧長通常應(yīng)該大于筒厚的3倍，并且不得小于100mm。

2.3 焊接接頭返修的質(zhì)量要求

對(duì)于焊接接頭返修，應(yīng)該分析造成缺陷的原因，提出有效的返廠修理方案。在返修時(shí)，應(yīng)該詳細(xì)的編制返修工藝，經(jīng)過工程師的批準(zhǔn)后，才能夠?qū)嵭?。返修工藝?yīng)該包括返修工藝編制、批準(zhǔn)人的簽字、焊材的牌號(hào)和規(guī)格、返修焊工的指定、焊接工藝的參數(shù)、產(chǎn)生缺陷的原因、避免技術(shù)措施。在同一部位，返修的次數(shù)不應(yīng)該超過2次。返修超過2次的，應(yīng)該經(jīng)過制造單位總負(fù)責(zé)人的批準(zhǔn)，并且將返修的部位、次數(shù)以及返修后的無損檢測(cè)結(jié)果記入產(chǎn)品質(zhì)量變更的報(bào)告書中。

2.4 返修的現(xiàn)場(chǎng)記錄

對(duì)于返修的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行記錄，應(yīng)該盡可能詳細(xì)，其內(nèi)容應(yīng)該包括施焊者與其鋼印、層間溫度、預(yù)熱溫度、焊接速度、電弧電壓、焊接電流、焊接工藝參數(shù)、返修長度、尺寸、坡口型式、焊材牌號(hào)及規(guī)格、焊接位置、后熱溫度保溫時(shí)間等。在焊后對(duì)承壓類特種設(shè)備進(jìn)行熱處理，應(yīng)該在進(jìn)行熱處理后，再焊接返修，然后做熱處理。

3 我國焊接技術(shù)的新發(fā)展

3.1 鍋爐集箱密排接管的焊接技術(shù)

在集箱筒體上焊接密排接管，具有固有特點(diǎn)，一臺(tái)大約200MW

的電站，在其鍋爐集箱上，接管能夠達(dá)到1萬個(gè)，焊接的任務(wù)量十分繁重。并且大多數(shù)接管是密排布置的，之間的間距較小，自動(dòng)化焊接的難度比較大。在以往，通常采取焊條電弧焊的方式，但是效率較為低下，不能有效確保焊接質(zhì)量。近年來，許多鍋爐制造廠使用藥芯焊絲或者實(shí)芯焊絲氣體來對(duì)半自動(dòng)焊進(jìn)行保護(hù)，效率能夠提高0.5到1倍，節(jié)約焊材20%到30%，但是由于氣體保護(hù)焊的焊槍重量大大超過電弧焊焊鉗的重量，增加了焊工自身的勞動(dòng)強(qiáng)度。所以，推廣這項(xiàng)技術(shù)的阻力也比較大，應(yīng)該探索更加實(shí)用先進(jìn)的解決辦法。從長遠(yuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)來講，焊接機(jī)器人和焊接機(jī)械手是實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化和機(jī)械化的有效途徑。

3.2 集箱接管焊接機(jī)器人工作站

集箱密排接管，采取焊接機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)焊接，應(yīng)該是最好的解決方案，現(xiàn)今許多鍋爐制造廠，向國外引進(jìn)了焊接機(jī)器人，但是使用的效果不太理想。主要原因是由于焊接機(jī)器人的使用功能達(dá)不到技術(shù)要求，要想做好焊接工作，應(yīng)該掌握下述兩點(diǎn)，就是在焊接過程中焊槍能夠自動(dòng)追蹤接縫的軌跡。還有，應(yīng)該選擇合適的焊接機(jī)器人，并且確保焊接工藝方法能夠達(dá)到焊縫質(zhì)量的要求。鍋爐受熱面的部件，包括了再熱器、過熱器和省煤器，制造這些部件的工藝較為相同，都是先焊接直管，再使用各種的焊接方法，將直管焊接到設(shè)計(jì)的長度，再使用系統(tǒng)彎管機(jī)上，把直管彎成蛇形的管，最后進(jìn)行管屏組裝，因?yàn)槭軣崦娴膹澒芤约安考暮附庸ぷ髁勘葮O大，制作蛇形管焊接時(shí)，可以使用生產(chǎn)線來進(jìn)行制造。

4 結(jié)語

隨著我國承壓類特種設(shè)備焊接工作的不斷增加以及焊接技術(shù)不斷地投入使用，有關(guān)單位應(yīng)該對(duì)焊接技術(shù)給予重視，加強(qiáng)焊接工作的效率，在進(jìn)行焊接的過程中，應(yīng)結(jié)合具體實(shí)際的情況，嚴(yán)格地按照操作步驟來進(jìn)行，按照技術(shù)規(guī)范有效完成焊接工作，有效的提高焊接的質(zhì)量，希望對(duì)以后的工作以及相關(guān)單位起到一定的積極影響。

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作者簡介:宋傳靜(1977—),女,河南信陽人,本科,畢業(yè)于中原工學(xué)院,材料科學(xué)與工程專業(yè),工程師,目前主要從事鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)檢測(cè)工作。