孫玉東

(中鐵十八局集團建筑安裝工程有限公司，天津 300308)

發(fā)電廠吸收塔的壁板為T型焊縫100%RT或者UT檢測，而底圈壁板和底板則為典型的內角焊縫，需要采用MT或者UT檢測。和常用的焊接技術相比，分段退步焊接技術雖然可保證發(fā)電廠吸收塔對焊接質量的要求，但對焊接技術人員的技術要求比較高，多采用手工電弧焊進行焊接，以保證焊接質量。因此，開展基于分段退步焊接技術的發(fā)電廠吸收塔焊接工程施工顯得尤為必要。

1 工程概述

1.1 工程簡介

陜西華電榆橫煤電有限責任公司榆橫發(fā)電廠1、2號機組超低排放改造工程1號機組新建B吸收塔，是新設計的吸收塔，因其單重大、直徑大、凈高值大，采用分層地面組合液壓頂升倒裝法進行組裝。新增吸收塔直徑為φ18 m，標高為EL+39.21 m，單體重量約為421 t。脫硫吸收塔主體材質為國產Q235B鋼板。底板由δ=25環(huán)形底板和δ=8中幅底板組成，接頭形式為對接接頭，接頭下有預埋槽鋼襯底。壁板由δ=10 mm、δ=12 mm、δ=14 mm、δ=16 mm、δ=18 mm鋼板組成。接頭為對接，不同板厚對接以內壁平齊為標準。頂板由δ=10 mm中心圓板組成，接頭為對接。塔底環(huán)板每條對接焊縫100%進行超聲波檢測,T型焊縫在沿三個方向各200 mm范圍內進行MT或PT檢測;底圈壁板沿每條縱向焊縫任取2段300 mm進行RT檢測,保證其中一個應接近底板,其他各圈壁板縱焊縫對于每一焊工的每種板厚，在最初焊接的3 m焊縫的任一部位取300 mm進行RT檢測。

1.2 焊接設備選擇

現(xiàn)場使用的焊接設備，在搬運至現(xiàn)場前后都應進行檢查和機械性能試運轉，還應檢查易損件和備件的情況，焊機應根據(jù)說明定期檢查。為長期保持焊機的良好狀態(tài)，應設專人管理。每天工作完成后，現(xiàn)場維護人員應檢查焊機房的接線，做好每臺焊機的防護工作。焊接施工用主要機具(見表1)。

表1 焊接施工用主要機具一覽表

2 分段退步焊接技術的應用要點

2.1 罐底焊接

罐底中幅板全部為對接焊縫。焊接方法全部采用二保焊，罐底按排板圖鋪設完成后，先組對點焊中幅板焊縫。中幅板先焊短縫再焊通長縫。焊前應在底板上部加重物或者在焊口上使用臨時卡具減少焊接變形[1]。短縫手工焊，采取分段退步焊；長焊縫采用多名焊工等分同步退步焊，沿中心向兩側施焊，每步焊300 mm。中幅板應在距邊緣300 mm處停止焊接。分段退步焊接施工示意圖(見圖1)。

圖1 分段退步焊接施工圖

當較多的長焊縫平行排列時，應隔一道焊一道。 焊接邊緣板時，先進行打底及壁板位置100 mm范圍內的焊接。

邊緣板焊縫組對流程為，打磨—點固邊緣板(等塔體安裝幾帶板后焊接)—中幅板所有短縫組對焊接—長焊縫組對焊接—組對點焊通長縫—通長縫大型槽鋼防變形加固—通長縫焊接—安裝邊緣板上的支撐壁板—焊接邊緣板剩余的對接焊縫—組對邊緣板與中幅板收縮縫—焊接邊緣板與中幅板間的收縮縫[2]。

底板與壁板焊接時，應鏟除中幅板與邊緣板的點焊點，讓其自由伸縮。待底板與壁板焊接完后，用千斤頂將焊接變形翹起部分壓實后焊接，待焊縫冷卻后拆除固定夾具。邊緣板角變形校正技術示意圖(見圖2)。

圖2 邊緣板角變形校正技術示意圖

罐底中幅板和邊緣板所有焊縫每焊完一條均應用手錘捶擊，以釋放焊接應力，錘擊時注意不要對母材造成傷害，大角縫焊接順序如圖3所示。圖3中，①—⑨層為焊接層次順序。焊接時由8名以上焊工同時同步對稱按順時針方向施焊。

圖3 壁板與底板角縫焊接順序

2.2 罐壁焊接

對壁板的焊接(見圖4)全部采用二保焊，壁板焊接順序為：先對相鄰兩圈壁板的立縫進行焊接，再焊接橫縫。壁板縱縫焊接：焊前應將坡口內部及兩側50 mm范圍內的鐵銹、油污等雜質清除干凈?？v縫的坡口形式為雙面45°V型坡口，2 mm鈍邊，坡口間隙6 mm?？v縫焊接順序為：先在罐壁外側打底，填平—內側氣刨清根、打磨—內側填平、蓋面—外側蓋面。焊接收弧時宜使用熄弧板，熄弧板的材質厚度及坡口形式均應與母材相同[3]。焊前在內側打上三塊弧形板，在外側距焊縫200 mm處點焊兩塊通長板δ=12 mm，并斷續(xù)焊，以控制縱縫焊接變形。

圖4 壁板縱縫焊接防變形技術示意圖

焊前應將坡口內部及兩側50 mm范圍內的鐵銹、油污等雜質清除干凈。環(huán)縫的坡口形式為雙面45°V型坡口，2 mm鈍邊，坡口間隙2 mm[4]。焊接時，由8名以上焊工沿圓周均勻分布，沿順時針方向同時同步進行施焊(見圖5)。

焊接順序為：先在罐壁外側打底、填平—內側氣刨清根、打磨—內側填平、蓋面—外側蓋面。焊接環(huán)縫開始前，先點焊固定。點焊時，沿圓周分四處同時沿同一方向同時進行。點焊長度100 mm，間隔300 mm。外側焊接時應在內側用臨時背杠固定，以防焊接變形，臨時背杠隔約500 mm設一道。加強圈是在地面分段預制，最后組裝[5]。加強圈焊接首先施焊單塊間的對接縫(包括加強環(huán)板)，然后焊加強圈與壁板間角縫，最后焊腹板與環(huán)板加強圈之間的焊縫。

圖5 罐壁環(huán)縫焊接示意圖

2.3 罐頂?shù)暮附?/h3>

焊接時先焊接錐體和頂圓板(此部分在地面制作)，最后焊接錐體與吸收塔壁板角焊縫。頂加強梁和頂板的角縫間斷焊接，侍凹陷處找平后開始焊。管嘴等附件的焊接在確定管嘴方位、角度、開口位置正確后方允許焊接。開孔補強板的曲率需與罐體曲率保持一致。開孔接管法蘭的密封面需整平，無劃痕和焊瘤，法蘭密封面與接管的軸線垂直，傾斜角度應小于法蘭外徑的1%，且偏差小于3 mm，法蘭的螺栓孔應從跨中安裝[6]。為保證接管開口后焊接變形，必須在接管墊板焊接完后，方允許開孔。罐壁上被補強圈和墊板覆蓋的焊縫均應打磨至與母材平齊。

2.4 焊縫修補

按設計圖紙要求，吸收塔內部對接焊縫應打磨至與母材平齊，表面無任何缺陷。內部棱角焊縫需打磨圓滑過渡，圓角半徑R≥5 mm，所有內部焊縫焊接后均應按圖紙要求打磨。焊縫表面缺陷用砂輪清除并補焊，焊完后應用砂輪打磨平整。焊縫內部缺陷應用碳弧氣刨或砂輪清除，最后進行焊接，修補長度應不小于50 mm[7]。返修后的焊縫按原規(guī)定等級探傷，需達到合格標準。對同一部位的返修不應超過三次，若超過時須請示技術總負責人批準。焊縫修補現(xiàn)場圖(見圖6)。

圖6 焊縫修補現(xiàn)場圖

3 施工效果分析

先將罐體的夾渣、藥皮、和飛濺物等清理干凈，再對罐體焊縫的外觀進行檢查。焊縫表面及熱影響區(qū)不得有氣孔、夾渣或任何裂紋、弧坑等缺陷。對接焊縫咬邊連續(xù)長度應小于100 mm，咬邊深度應小于0.5 mm，焊縫兩側咬邊的總長應小于該焊縫長度的10%。罐壁焊縫確保不低于母材表面的凹陷[8]。底圈壁板的縱縫如有咬邊，應打磨圓滑。本工程分段退步焊接焊縫角變形、局部凹凸變形、對接焊縫的余高(見表2—4)。

表2 罐壁焊縫的角變形 mm

表3 罐壁的局部凹凸變形 mm

表4 對接焊縫的余高 mm

4 結 語

本文結合工程實例，分析了基于分段退步焊接技術的發(fā)電廠吸收塔焊接工程施工技術，分析結果表明，發(fā)電廠吸收塔的特性決定了其對焊接工程施工質量有較高的要求，傳統(tǒng)焊接施工技術難以達到工程對焊接質量的要求。而分段退步焊接技術具有很強的技術性和綜合性，既能有效保證施工質量和施工效率，而且可滿足發(fā)電廠吸收塔高度大、單重大、直徑大、安全系數(shù)高的要求，值得大范圍推廣應用。