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[摘要] 本文介绍了珠江电厂3#锅炉检修末级再热器过程中,对1Cr18Ni9Ti和12Cr1MoV异种钢焊接所遇到的问题以及所采取的改进措施和方法。本次锅炉末级再热器检修工作,由于焊接位置复杂、填充和盖面层存在焊接“盲区”、焊接区需要充氩保护等不利因素更增加了焊接施工的难度。经技术攻关,全部840个检修焊口,探伤一次合格率达到98.6%。为公司赢得了荣誉、创造了良好的社会效益和经济效益,也为以后类似工程提供一些很好的借鉴。
[关键词] 异种钢小径管氩弧焊焊接工艺
一. 前言
珠江电厂4×300MW燃煤机组3#锅炉末级再热器原材质12Cr1MoV珠光体耐热钢。运行数年后该部位经受高温热膨胀及烟气的氧化腐蚀,日积月累,使管壁厚度减薄,在受到高温蒸汽压力作用之下,导致管壁破裂;在此情况下对此部件进行换管处理。将原联箱1米以下管段换为1Cr18Ni9Ti不锈钢管,因时间的紧迫和检修的施工环境所限制。公司为了贯彻“质量第一、按程序办事、用户至上、建优质工程”的质量方针,及业主的严格要求,我们要在紧迫的时间内高质量高效率地完成这项任务。这对我们焊接工作是一大挑战和考验,锅炉末级再热器的焊接以往也是攻关的难题之一,而检修的焊接位置比安装时更加复杂,故该部件焊接质量好坏势必会对检修工程质量目标产生较大的影响。焊接项目认真分析了末级再热器管的焊接特点和困难后,制定了切实可行的焊接工艺措施。并加强了工艺作风的管理,使这次检修后的末级再热器840个焊口经过100%RT检验,一次合格率达到98.6%,为焊接工程公司在珠江电厂锅炉抢修工程树立了良好的形象。
二. 焊口位置介绍
先把末级再热器联箱出口处1米以下进行中段换管,联箱上的短管排材质12Cr1MoV,中段换为1Cr18Ni9Ti的不锈钢。属于异种钢材焊接;所有焊接口规格为ф63×4mm,共有60排,每排7个口,管中心距为73mm,换管管长2500mm相邻两管排之间的距离亦200mm,仅可将头的前部探入(只能使用头戴皮面罩)。在管口下约200mm处有一梳形卡板进行固定。按有关工艺要求,管口焊接采用全氩弧焊,焊前可不预热,焊后所有焊口需进行100%RT探伤。
三. 难点分析和相应措施
由于末级再热器管口的管壁较薄,壁厚为4mm,管子密集度大,焊口管与管之间仅为10mm,给施焊带来了很大的困难,在接头位置很容易产生过烧、未熔合、气孔等缺陷。为此,焊接项目会同焊接工程师及几位经验丰富的焊工组成攻关小组,专门分析探讨存在的影响因素并制订有效的措施。
1.困难分析
通过大家分析后一致认为容易产生缺陷的主要原因是末级再热器管口之间的距离较小(仅10mm),管排与管排之间太密集(仅可将头的前部探入),从而导致了焊接“盲区”,在该处的焊接头容易产生过烧和未熔合;同时,异种钢由于各自的化学成分、金相组织和机械性能不同,不锈钢的线胀系数要远大于珠光体耐热钢的线胀系数,故焊接接头的焊接性和可操作性就不同于同种钢焊接;又1Cr18Ni9Ti钢的铬镍含量高,若焊接工艺措施不当,气体保护不好,也是产生缺陷的原因。
2.相应措施
为防止焊缝过烧,制定最有效的背面充氩保护措施,我们进行了一个现场环境相似的模拟焊接试验,做好准备工作,在两根管子的背面堵上保温材料或防火布,和管口里面150mm处用水溶性纸或面巾纸堵住,使两管之间不至有空气流动,管子里充氩气保护。还应注意控制层间温度(小于100℃),采用合理的焊接工艺措施和焊接参数是应注意的重点。以三层焊完焊口(即打底、填充和盖面),由于位置的限制必须采用头戴皮面罩,将钨极必须比正常伸出多2mm(约6-7mm)才能完成“盲区”位置接头的焊接,为得到良好的氩气保护,我们调整焊枪的角度及采用特定的焊接顺序,进行多次试焊,直到得出理想的结果。最后确定了可在实际焊接中运用相应措施。
四. 焊接过程
1.焊机选用V300-1型林肯逆变焊机,焊机性能优良。
2.焊材选用氩弧焊丝ERNiCr-3,除去表面的油垢等脏物。
3.坡口制备
① 对口间隙控制2.5-3.0mm,钝边0-0.5mm,60～70度V型坡口;
② 坡口及其内外管壁两侧10-15mm范围内用角磨机将锈、油垢和氧化物等杂物清理干净,直至露出金属光泽;
③ 对口装配应避免损坏坡口,不得强行对口,严禁在焊缝坡口外引弧,严禁在管子上焊接支撑物。
五. 焊接工艺措施
1.要求钳工认真对口、钝边、间隙、错口等应符合规范的要求。
2.为保证质量,末级再热器所有管口均选用全氩焊接工艺。根据焊接工艺卡要求如下表1。
表1焊接工艺参数
注:a.氩气流量8～10L/min,背面氩气流量8～10L/min;
b.层间温度小于100℃。
3.在焊接方面,采取以下措施:首先在管口两侧焊口壁内处150mm的两端用水溶性纸或面巾纸封住,间隙处使用医用胶布封住,使管壁内形成一个气室。注意将水溶性纸或面巾纸揉成适当的团状在焊口组对前塞入管口里面堵住。
4.氩气利用球针从焊口间隙的正面位置充入,在整个焊接过程中,一边焊接一边往管口里面充氩气,保证根部有足够的氩气保护作用。对焊口充氩气一分钟左右后,从“盲区”位置进行打底(即12点钟过一点开始),在打底完前正面位置预留一个小孔(约六分之一焊缝)作为氩气入口和观察孔。用笔型小手电对根层焊缝再作仔细检查,确认“盲区”位置没有焊接缺陷后,继续对焊口充氩气约一分钟,再进行层间填充和盖面。第二、第三层焊到离预留的孔15mm处收弧(焊接顺序与打底相同),把冲气针拉出,再把第一层小孔焊上,然后尽快回到第二、第三层将其焊完,以免里面的氩气跑掉而失去保护作用。注意打底焊接时,当焊接到点固焊位置时,为保证根层焊接质量,须将点固焊焊缝用磨角机磨去。
5.焊接完成后认真进行自检,发现有咬边或表面气孔等缺陷马上进行处理,如需补焊的则应及时进行补焊。
六. 检验结果
对珠江电厂3#炉末级再热器出口检验840个焊口的RT探伤一次合格率达到了98.6%,取得了良好的效果。
七. 结束语
通过以上检验,实践证明,我们认识到现场施工中会遇到各种各样的问题,只要合理运用焊接工艺和方法,采用有效的措施,并加强对焊工优良作风的培养,增强质量意识,才能提高工程焊接质量。
[关键词] 异种钢小径管氩弧焊焊接工艺
一. 前言
珠江电厂4×300MW燃煤机组3#锅炉末级再热器原材质12Cr1MoV珠光体耐热钢。运行数年后该部位经受高温热膨胀及烟气的氧化腐蚀,日积月累,使管壁厚度减薄,在受到高温蒸汽压力作用之下,导致管壁破裂;在此情况下对此部件进行换管处理。将原联箱1米以下管段换为1Cr18Ni9Ti不锈钢管,因时间的紧迫和检修的施工环境所限制。公司为了贯彻“质量第一、按程序办事、用户至上、建优质工程”的质量方针,及业主的严格要求,我们要在紧迫的时间内高质量高效率地完成这项任务。这对我们焊接工作是一大挑战和考验,锅炉末级再热器的焊接以往也是攻关的难题之一,而检修的焊接位置比安装时更加复杂,故该部件焊接质量好坏势必会对检修工程质量目标产生较大的影响。焊接项目认真分析了末级再热器管的焊接特点和困难后,制定了切实可行的焊接工艺措施。并加强了工艺作风的管理,使这次检修后的末级再热器840个焊口经过100%RT检验,一次合格率达到98.6%,为焊接工程公司在珠江电厂锅炉抢修工程树立了良好的形象。
二. 焊口位置介绍
先把末级再热器联箱出口处1米以下进行中段换管,联箱上的短管排材质12Cr1MoV,中段换为1Cr18Ni9Ti的不锈钢。属于异种钢材焊接;所有焊接口规格为ф63×4mm,共有60排,每排7个口,管中心距为73mm,换管管长2500mm相邻两管排之间的距离亦200mm,仅可将头的前部探入(只能使用头戴皮面罩)。在管口下约200mm处有一梳形卡板进行固定。按有关工艺要求,管口焊接采用全氩弧焊,焊前可不预热,焊后所有焊口需进行100%RT探伤。
三. 难点分析和相应措施
由于末级再热器管口的管壁较薄,壁厚为4mm,管子密集度大,焊口管与管之间仅为10mm,给施焊带来了很大的困难,在接头位置很容易产生过烧、未熔合、气孔等缺陷。为此,焊接项目会同焊接工程师及几位经验丰富的焊工组成攻关小组,专门分析探讨存在的影响因素并制订有效的措施。
1.困难分析
通过大家分析后一致认为容易产生缺陷的主要原因是末级再热器管口之间的距离较小(仅10mm),管排与管排之间太密集(仅可将头的前部探入),从而导致了焊接“盲区”,在该处的焊接头容易产生过烧和未熔合;同时,异种钢由于各自的化学成分、金相组织和机械性能不同,不锈钢的线胀系数要远大于珠光体耐热钢的线胀系数,故焊接接头的焊接性和可操作性就不同于同种钢焊接;又1Cr18Ni9Ti钢的铬镍含量高,若焊接工艺措施不当,气体保护不好,也是产生缺陷的原因。
2.相应措施
为防止焊缝过烧,制定最有效的背面充氩保护措施,我们进行了一个现场环境相似的模拟焊接试验,做好准备工作,在两根管子的背面堵上保温材料或防火布,和管口里面150mm处用水溶性纸或面巾纸堵住,使两管之间不至有空气流动,管子里充氩气保护。还应注意控制层间温度(小于100℃),采用合理的焊接工艺措施和焊接参数是应注意的重点。以三层焊完焊口(即打底、填充和盖面),由于位置的限制必须采用头戴皮面罩,将钨极必须比正常伸出多2mm(约6-7mm)才能完成“盲区”位置接头的焊接,为得到良好的氩气保护,我们调整焊枪的角度及采用特定的焊接顺序,进行多次试焊,直到得出理想的结果。最后确定了可在实际焊接中运用相应措施。
四. 焊接过程
1.焊机选用V300-1型林肯逆变焊机,焊机性能优良。
2.焊材选用氩弧焊丝ERNiCr-3,除去表面的油垢等脏物。
3.坡口制备
① 对口间隙控制2.5-3.0mm,钝边0-0.5mm,60～70度V型坡口;
② 坡口及其内外管壁两侧10-15mm范围内用角磨机将锈、油垢和氧化物等杂物清理干净,直至露出金属光泽;
③ 对口装配应避免损坏坡口,不得强行对口,严禁在焊缝坡口外引弧,严禁在管子上焊接支撑物。
五. 焊接工艺措施
1.要求钳工认真对口、钝边、间隙、错口等应符合规范的要求。
2.为保证质量,末级再热器所有管口均选用全氩焊接工艺。根据焊接工艺卡要求如下表1。
表1焊接工艺参数
注:a.氩气流量8～10L/min,背面氩气流量8～10L/min;
b.层间温度小于100℃。
3.在焊接方面,采取以下措施:首先在管口两侧焊口壁内处150mm的两端用水溶性纸或面巾纸封住,间隙处使用医用胶布封住,使管壁内形成一个气室。注意将水溶性纸或面巾纸揉成适当的团状在焊口组对前塞入管口里面堵住。
4.氩气利用球针从焊口间隙的正面位置充入,在整个焊接过程中,一边焊接一边往管口里面充氩气,保证根部有足够的氩气保护作用。对焊口充氩气一分钟左右后,从“盲区”位置进行打底(即12点钟过一点开始),在打底完前正面位置预留一个小孔(约六分之一焊缝)作为氩气入口和观察孔。用笔型小手电对根层焊缝再作仔细检查,确认“盲区”位置没有焊接缺陷后,继续对焊口充氩气约一分钟,再进行层间填充和盖面。第二、第三层焊到离预留的孔15mm处收弧(焊接顺序与打底相同),把冲气针拉出,再把第一层小孔焊上,然后尽快回到第二、第三层将其焊完,以免里面的氩气跑掉而失去保护作用。注意打底焊接时,当焊接到点固焊位置时,为保证根层焊接质量,须将点固焊焊缝用磨角机磨去。
5.焊接完成后认真进行自检,发现有咬边或表面气孔等缺陷马上进行处理,如需补焊的则应及时进行补焊。
六. 检验结果
对珠江电厂3#炉末级再热器出口检验840个焊口的RT探伤一次合格率达到了98.6%,取得了良好的效果。
七. 结束语
通过以上检验,实践证明,我们认识到现场施工中会遇到各种各样的问题,只要合理运用焊接工艺和方法,采用有效的措施,并加强对焊工优良作风的培养,增强质量意识,才能提高工程焊接质量。