淺析電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求

劉紀麟

中國能源建設集團東北電力第一工程有限公司

淺析電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求

劉紀麟

中國能源建設集團東北電力第一工程有限公司

在快速發(fā)展的社會和經(jīng)濟的推動下，社會生產(chǎn)力和人們的生活水平也得到了進一步的提升。在人們工作和生活中，對電力的需求也越來越大，要求也越來與多樣化。電廠鍋爐是影響發(fā)電質(zhì)量和效率的重要組件，其焊接質(zhì)量和熱處理程度對電廠發(fā)電的安全性、穩(wěn)定性、可靠性都有著重要的影響。本文就電廠鍋爐焊接機熱處理控制要求作簡要的分析。

電廠鍋爐；焊接；熱處理；控制要求

在不斷發(fā)展的焊接技術和熱處理工藝的推動下，我國電廠鍋爐的結(jié)構和質(zhì)量都有了很大的改善。其工作效率也不斷提升，安全性、可靠性等性能也得到了大幅度的進步。盡管如此，由于鍋爐焊接和熱處理方面的問題所引起的事故仍舊時有發(fā)生，給工作人員的人身安全以及人們工作和生活的正常進行構成了嚴重威脅。為此，需要加強對電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求的研究，改善鍋爐焊接和熱處理工作的現(xiàn)狀。

1 電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求的現(xiàn)狀

1.1 部分焊工在職業(yè)素養(yǎng)和道德操守上存在問題

隨著社會的發(fā)展和經(jīng)濟的進步，焊接技術在內(nèi)容和形式上已經(jīng)有了很大程度的轉(zhuǎn)變，為了適應不斷變化的焊接環(huán)境和焊接要求，各種新型的焊接技術和儀器涌入市場，為各個行業(yè)機械設備的焊接工作提供了更多的選擇。電廠鍋爐對發(fā)電效率和質(zhì)量有著重要的影響，焊接質(zhì)量的好壞，直接影響著鍋爐運行的效率，影響著其職能的發(fā)揮。

1.2 控制要求制定意識和經(jīng)驗不足

盡管我國已經(jīng)形成了一個龐大的電力供應網(wǎng)絡，并且在發(fā)電技術上已經(jīng)取得了豐碩的成果，但在電廠鍋爐焊接及熱處理技術上仍舊存在著諸多問題。由于鍋爐焊接和熱處理工作所涉及的問題及影響因素多種多樣，這就給相關控制要求的制定帶來了一定的困難。一些企業(yè)的技術人員由于技術和經(jīng)驗上的不足，使得一些焊接和熱處理方面的問題難以被檢測出來，加上控制要求在制定和完善的過程中需要投入大量的資金和人力，控制要求的制定工作也因此逐漸被人們所忽視。

2 電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求制定和完善的必要性

隨著社會生產(chǎn)和人們生活水平的提升，人們對電力的需求量也越來越大，電廠鍋爐在結(jié)構和功能上也發(fā)生了很大的變化，這就給電廠鍋爐焊接及熱處理工作帶來了挑戰(zhàn)。鍋爐在進行焊接和熱處理時，所涉及的物理變化和化學變化形式多樣，在不同的焊接和熱處理環(huán)境、方法和操作的影響下，焊接及熱處理后的部位的質(zhì)量也會受到不同程度的影響。使得焊接或熱處理方面的問題所導致的鍋爐出現(xiàn)裂紋、砂眼、夾砂等缺陷，同時焊接和熱處理后區(qū)域，還存在著應力集中的問題。這些問題給電廠鍋爐所帶來的不僅僅是使用效率和使用壽命上的影響，同時還會給鍋爐使用的安全性帶來影響。因此，必須加強對電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求的制定和完善工作，保障焊接及熱處理的質(zhì)量。

3 加強電廠鍋爐焊接及熱處理控制要求的對策

3.1 完善對焊接及熱處理技術人員的管理要求

盡管在科技不斷進步的今天，人們在焊接及熱處理方面的技術已經(jīng)取得了進一步的發(fā)展，許多穩(wěn)定、高效、安全的儀器設備也已經(jīng)被運用到了實際的焊接和熱處理工作當中，但真正決定焊接及熱處理質(zhì)量的因素，還在于焊接及熱處理技術人員。在競爭日臻激烈的人才市場當中，焊接及熱處理技術人員的素質(zhì)參差不齊，為了滿足電廠鍋爐焊接及熱處理各方面的技術要求，必須完善控制要求當中對技工職業(yè)素養(yǎng)和道德操守方面的標準。讓上崗操作的技工能夠真正滿足鍋爐在焊接及熱處理方面的技術要求，保障鍋爐的質(zhì)量。

3.2 完善焊接及熱處理工藝評定標準

在材料科學快速發(fā)展的今天，許多新型材料被創(chuàng)造出來，并逐漸運用到人們工作和生活的實際當中。在這股浪潮的推動下，電廠鍋爐在材料上也發(fā)生了一定程度的變化。為了滿足鍋爐使用過程中各個工況的具體要求，電廠在鍋爐焊接及熱處理方面的各個環(huán)節(jié)的要求也變得越來越細致、越來越苛刻。

4 焊接后熱處理技術的應用數(shù)值模擬

4.1 溫度場數(shù)值的模擬

通過采取焊后熱處理技術，可確保整個焊接結(jié)構根據(jù)一定的加熱速度進行升溫，保持一定的時間之后，將變形金屬實現(xiàn)再結(jié)晶，進而產(chǎn)生全新等軸晶粒，此時可基本消除晶體缺陷，合理控制金屬的強度，提高韌性，而殘余應力也因此能夠釋放并消除。為了更好地獲取熱處理過程的溫度場模擬值，可將熱處理過程分為不同的溫度階段，結(jié)合各個階段的升溫與降溫實驗，采取有限元軟件對不同階段的熱源進行計算，并在模型中實行模擬運用，最終獲得精確的溫度場值。

4.2 應力場數(shù)值的模擬

將焊件焊接之后的殘余應力場分布狀況，以初始狀態(tài)導入模型中，對溫度的變化過程進行記錄，了解歷史事件并讀取各個節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)、應力數(shù)據(jù)等，將相應的數(shù)據(jù)值加載到模型中，運用熱塑性理論，充分考慮溫度場、組織轉(zhuǎn)變場等影響作用，對焊后熱處理過程的殘余應力分布進行計算。為了客觀了解熱處理后殘余應力的分布狀況、數(shù)值大小等，與焊后殘余應力進行對比，一般焊后殘余應力的峰值在熱影響區(qū)域的附近，經(jīng)過采取消應力的熱處理技術，殘余應力的峰值有所降低，此時位置不會發(fā)生變化。當完成熱處理過程之后，距離焊縫較遠的原材料區(qū)域殘余應力值逐漸上升，直到100 Mpa左右。這主要由于受到熱處理的作用，殘余應力逐漸釋放并重新組織、分配。

結(jié)束語：

電廠鍋爐對發(fā)電質(zhì)量和效率有著不可忽視的影響，鍋爐焊接及熱處理技術是保障鍋爐質(zhì)量和使用壽命的關鍵因素。為了保障電廠鍋爐安全、可靠、高效的運行，使鍋爐的各方面性能充分發(fā)揮，必須加強對鍋爐焊接及熱處理控制要求的制定。合理規(guī)范焊接及熱處理工作當中的人員、材料、方案等內(nèi)容，確保鍋爐的焊接及熱處理質(zhì)量。

[1]趙琳，張旭東.800MPa級低合金鋼焊接熱影響區(qū)韌性的研究[D].金屬學報，2005(04).