陈迪勇
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摘要：本文以燃煤电厂锅炉管道焊接为研究对象，主要对焊接过程中存在的问题进行全面分析，并总结有效的应对措施。
关键字：锅炉；焊接；管道
焊接工艺是锅炉生产过程中的一个重要环节。锅炉的质量好坏直接与焊接工艺有关，由于焊接性能达不到要求，锅炉在日常运行中的可靠性和安全性会降低，同时也会造成部分管件不同程度的损坏。调查结果显示，锅炉在运行过程中由于管件的闪光对接焊接接头质量不好，会造成有30%~40%的管件损坏。鉴于此，本文将对目前锅炉焊接中的常见问题进行系统分析，并提出相应的处理方法，该成果将为锅炉生产过程中的焊接工艺提供参考。
1火电厂锅炉安装焊接技术要求
随着火电厂机组向亚临界、超临界、以及超超临界等大容量、高参数机组方向快速发展，其锅炉安装质量水平的要求也不断提高，尤其对锅炉受热面的焊接安装的要求更加严格，具体如下：
（1）锅炉受热面的组合。新建火电厂锅炉受热面的管子和集箱在组合前，必须按照安装规范要求进行严格的通球检查工作，并将管口及时封闭，且要按照要求办理好相应签证。对锅炉系统中所有合金钢部件均需进行光谱复核。同时，必须严格测量各组件以确保其长度、宽度、对角线等尺寸数据符合《电力建设施工及验收技术规范》、《火力发电厂焊接技术规程》。
（2）锅炉受热面的安装找正。在锅炉受热面找正过程中，需严格以汽包的纵横中心线及标高作为基准，确保找正工作具有较高质量水平。此外，必须确保所有吊杆均处于受力均匀工况，同时各受热面的纵横中心线及标高偏差均需满足《验标》、《焊规》技术规范要求。
（3）锅炉焊件对口应做到内壁平齐。在进行焊件组合及安装施工前，焊口边沿约10mm的部位应打磨干净，并采取除锈、除油、除漆、除垢等技术处理，直到焊口边沿发出金属光泽为止。
2、锅炉安装过程中常见的焊接问题
2.1裂纹问题
常见的焊接裂纹分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹和层状撕裂。从缺陷的形态上分为宏观裂纹和微观裂纹。宏观裂纹可以用肉眼看到或用低倍显微镜看到，而微观裂纹不容易被发现，当锅炉在工作过程中，焊缝受到了外力的作用，裂纹会逐渐地扩展，达到一定程度后突然断裂，所以这种缺陷危害最大。锅炉焊接过程中产生裂纹的原因可以大致归纳为以下几点:①焊缝中含有低熔点杂质，如硫化物、磷化物、碳化物等，降低了该处的结合力，当受到较大的外力作用时，就会在焊缝上这些结合力弱的地方产生裂纹；②在焊接过程中，由于焊接工艺不当，或由于异种钢焊接时两者热膨胀系数不同等原因而在焊接过程中产生了较大的内应力，焊缝在内应力的作用下产生了裂纹；③焊接裂纹不仅产生在焊缝也产生在热影响区，在焊接时由于母材的热影响区被加热，虽然未超过母材金属的固相线，但晶界处的某些低熔点化合物被熔化，在晶界形成了液膜或析出了第二相，从而降低了母材的晶间接合力，在焊接应力的作用下在母材的热影响区形成了裂纹。
2.2气孔问题
在锅炉焊接中气孔问题较为常见也十分棘手，造成该问题的主要原因可以归结为两点：焊接材料以及焊接工艺。焊接材料如果没有选择好或者是以及受潮且未进行烘烤就会出现气孔问题，其次如果焊接材料出现脱落、锈蚀、变质或者是没有按照规定清理焊丝也会造成气孔问题；焊接工艺主要是操作工人在焊接过程中没有控制好电流，使得电流过大让焊条发热，上面的保护层也因此失效，其次就是没有控制好电弧的长度，使得电弧过长产生保护不良等问题，从而造成气孔问题。
2.3未焊透问题吧
管壁较薄、较窄的管间距离、管径偏小、管与管之间存在铁件等是未焊透管道的锅炉面受热的通常存在的相互制约因素。针对这个火电厂锅炉的结构整个排布，一般情况下是对管道的整排进行对口一次安装，紧接着在对管子的对口实施一根一根的点固焊接，既整排管道的焊接施工安装不仅是一次完成还得按照其管道之间的排列顺序完成的。在锅炉安装的过程中，会发现一些焊接施工的焊接缺陷，其大部分的缺陷为未焊透，它产生的主要原因一般总结归纳为3个方面。第一、施工过程中焊接受两侧管道的影响，出现的不利现象有错口等，使其未焊接缺陷现象的发生；第二、因为狭隘的操作空间，让其焊接施工不能正常进行，也容易发生未焊透的缺陷；第三、因为存在组对间隙不一致，也会导致出现缺陷，其缺陷也是未焊透。
3、锅炉管道焊接问题预防措施
3.1裂纹问题预防措施
对于焊接裂纹主要应从以下几方面入手采取预防措施:①在冶金方面要严格控制母材中的硫、磷、碳等有害杂质的含量，并细化晶粒、改善焊缝的结晶组织；②在力学方面应从焊接工艺入手，适当地提高焊接速度、缩短局部的高温焊接持续时间，可避免焊缝及热影响区热裂纹的产生；③要避免强力组焊，采用焊前预热、焊后缓冷以避免焊接应力的产生，在停焊后用手锤敲击热影响区以释放焊接应力可有效地避免焊接冷裂纹的产生。
3.2气孔问题预防措施
根据气孔产生的主要原因，提出以下相应的处理对策：（1）仔细清理坡口表面内外两侧焊接范围内的污物，施焊时，再用丙酮擦拭干净。（2）焊条或焊剂在使用前应按照规定烘干，适温后放于焊条专用保温筒，长期保持干燥，并随用随取。（3）可通过增大引弧电流，增大母材热输入，使熔池冷却速度减慢，同时，沿接头稍远处起弧，如此可使施焊中存在的气体有较长的时间析出。（4）氩弧焊时，出现蜂窝状气孔时，需立即停焊，并用砂轮机打磨。（5）采用氩弧焊焊接规格较大规格的管道时，因水冷焊矩存在故障容易出现气孔。（6）宜采用流量适中的高纯度(大于99.99%)的氩气，同时，施焊前应注意喷嘴内壁是否清洁。
3.3未焊透问题预防措施
对于未焊透缺陷应采取相应的技术措施加以预防控制，主要包括：（1）在对每片半成品膜式壁组进行对正安装时，应认真校验焊口的平整对齐情况，对出现较轻微变形的焊口可以采用火焰进行适量修正或采用机械方法进行矫形处理，然后再进行组对安装施工。对于焊有销钉的鳍片管，当变形过大且很难利用整体矫形恢复时，可以先对制造厂焊接的鳍片间的缝进行割开处理，其割缝长度应根据变形程度及应力大小具体确定，通常不应超过1500mm，然后再对单管进行矫形处理。待整片水冷壁组焊接施工完成后，再对先前割开的鳍片焊缝采用分段退焊法进行修复焊接处理。（2）严格控制多个焊口组对间的最小间隙和最大间隙，确保其最小组对间隙满足焊接质量要求，而最大组对间隙应控制在5mm以内。在焊接施工过程中，应采取先焊接间隙较小的焊缝，再焊接间隙较大的焊缝的工艺，并且确保所有焊口均具有较高的焊接质量水平，这样不仅可以避免未焊透缺陷产生，同时还有助于降低焊接应力和缩小变形程度。（3）改变常规仰面施焊的操作方法，将添加焊丝的操作改由上面的焊工完成，这样可以确保下面的焊工能够专心进行焊枪的操作，使其能够将电弧始终准确地对准焊缝根部进行可靠焊接，确保焊缝的熔透，从而避免未焊透缺陷的产生。
4、结论
综上所述，我国的电力行业的发展越来越快，对电力行业的要求也越来越高。锅炉安装时电力行业中较为基础的施工，但也直接影响到生产发电的安全和质量。其中焊接问题较为突出，主要包括气孔、未焊透、背面超高等，在焊接工过程中焊工尤其需要注意这些问题，采取相应的措施要预防这些缺陷的发生，进行严格的质量把控，即事前、事中、事后管理。只有这样我们才能建设更加安全、效率高的火电厂，才能为社会带来切实的效益。
参考文献
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