鍋爐受熱面焊接質量的影響因素及應對措施

侯亞博

摘要： 鍋爐受熱面焊接的質量是影響鍋爐安裝的關鍵，本文結合實際情況，對現有鍋爐受熱面焊接質量控制措施進行了討論，并在此基礎上對鍋爐受熱面焊接過程中存在的一些質量缺陷及應對措施進行了分析，并在此基礎上提出了應對措施，為鍋爐受熱面焊接質量的控制提供參考及建議。

關鍵詞： 鍋爐;受熱面;焊接質量;應對措施

關于鍋爐受熱面的焊接問題，一直是鍋爐施工單位質量關注的重點，也是目前一些大、中型鍋爐在施工及檢修中的重點。鍋爐受熱面焊接對其安裝具有重要的意義。在實際焊接作業中應采取有效的應對措施進行控制，以提高受熱面的焊接質量。目前企業所采用的鍋爐多為為超臨界及超超臨界鍋爐，鍋爐安裝溫度、壓力高，受熱面管子材質復雜，且小口徑管（≤60mm）受熱面組合與安裝時的焊口數以萬計，數量龐大。由此可見，受熱面焊口和密封的焊接質量是鍋爐受熱面安裝工程質量的關鍵。小徑焊口主要分布在鍋爐水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器系統管系，密封主要為水冷壁密封和包墻過熱器密封及密封裝置焊接等。焊口施焊方法多采用手工鎢極氬弧焊（GTAW）或者氬電聯焊工藝（GTAW/SMAW）;密封焊接主要采用手工電弧焊（SMAW）工藝。小徑管焊口時在引弧和收弧處產生氣孔，未焊透等缺陷，密封焊接時管屏變形、開裂等缺陷。這些缺陷直接影響焊縫的質量，對鍋爐的安裝造成不安全隱患。本文將對鍋爐受熱面焊接質量的這些問題進行分析與討論。

鍋爐受熱面焊接質量控制措施及分析

焊接前的管理是關鍵，可從以下幾個方面進行考慮與分析：其一，做好焊材質量控制，好的焊接質量，先從材料入手。對進場施工用的焊材進行質量驗收，檢查焊材型號和外觀、核對數量、檢查核驗出廠合格證和質量證明書等技術文件，合金焊材還須進行抽樣進行光譜分析，并出具檢查報告，以確認焊材的質量。其二，做好焊接設備的檢查，做好對焊接設備包括焊機、熱處理設備、氬氣純度和無損檢測設備的檢查，對于存在故障的設備及材料等不得安裝。其三，焊接前的坡口質量的檢查也是關鍵，檢查坡口制備情況，用焊接檢驗尺檢查焊接接頭是否按要求進行坡口制備，表面是否按要求去除油、污、銹等雜物，是否露出金屬光澤等，以保證焊接質量。焊接過程應嚴格按照焊接工藝、規程規范、焊接作業指導書確定的程序和參數要求進行焊接。

不同焊接方式下的質量缺陷及防控措施分析

氣孔產生的原因及防止措施

氣孔產生的主要原因

關于氬弧焊引弧和收弧時氣孔產生的原因主要有以下幾點：在焊接前應對焊口周圍的油污、氧化鐵等物質進行清理;而對于氬氣的純度也是關鍵，如不達標，也對焊口的質量造成影響。如對于坡口10mm-15mm范圍內的雜質、污垢等應清理，坡口應漏出金屬光澤為宜。而在該種情況下，如焊接后仍然存在焊接缺陷，則可能是由于在因引弧及收弧的時候造成熔池金屬過快而引起，且熔池的金屬粘度過高也是主要原因。該種情況下使得其材料內所含有的氣體不能得以擴散而包含在焊縫內部，其結果將造成了焊縫內氣孔、氣泡的出現。在后期焊接時應引起重視，并采取有效措施加以應對。

氣孔的防治措施

關于氬弧焊的氣孔防治措施 可從以下幾個方面進行考慮分析，在引弧處，先通氣后引弧，即引燃電弧前先通氬氣，把輸氣管內的空氣排除干凈，在引燃電弧的1s～2s內，使焊接電流為正常焊接電流的1.5倍，增大引弧時焊接熱輸入量，需設專人調節電流或采用在實際引弧焊接位置后方30mm～50mm處引燃電弧并將電弧拉至焊接位置處進行正常焊接，實際上增大了焊接熱輸入量，降低結晶速度，熔池中的氣體有充分時間逸出，可以避免焊縫內部氣孔的產生。

膜式水冷壁焊接未焊透原因及防治措施分析

未焊透缺陷產生的主要原因

在實際焊接中，如對于膜式水冷壁的焊接，根據一些實際案例進行分析，其主要的缺陷在于未焊透缺陷，其結果將影響焊縫的強度及造成安全隱患。對于該種問題，其主要原因有以下幾點：其一，膜式水冷壁的管子之間距離相對比較小，在實際焊接過程中則容易形成阻礙，即造成了焊工的施焊困難;從而在焊接過程造成了未焊透缺陷。其二，組對焊接過程中的間隙不一致也是主要問題，如現有對于水冷壁大多所采用的供貨方式即為散片供貨，在工地實際安裝時則需要進行組對焊接，由于焊接空間不足及焊縫多，即形成了焊接難度大，未焊透的情況異常突出。

未焊透的防治措施

對于以上問題，為防止未焊透事件的發生，在實際焊接中應重點控制一下措施：其一，焊接前應做好焊接前的員工培訓，即焊接前應模擬膜式水冷壁的施焊情況對焊接過程前進行多次的焊接練習，以通過有效的練習來確定焊接工藝，在焊接確認合格后再實施焊接，以保證焊接質量。其二，實際焊接過程中應對于一些發生變形較大的管子等，應對其進行矯正，完成后再實施焊接，且在焊接后應采取射線對焊縫情況進行檢測，如存在異常應重新施焊，以保證其焊接后的強度及保證后期使用安全。

管屏變形及開裂缺陷及預防

管屏變形及開裂出現原因及分析

關于現有工業鍋爐實際安裝中所出現的管屏變形及開裂的主要原因主要有水冷壁超溫、水冷壁管 間有較大熱偏差、膨脹受限等因素，具體來講，包括以下幾點：其一，當管材溫度超溫后，材料應力速度下降，而扁鋼溫度偏高，則使得其水冷壁管屏強度降低而被拉裂。其二，水冷壁管間由于溫度偏差存在，造成管屏變形，產生較大熱應力，超出材料強度極限而出現開裂。其三，在鍋爐啟停等不穩定過程中常使得水冷壁管壁溫差較大，使水冷壁管屏變形，產生破壞。

管屏變形及開裂缺陷預防

關于該類缺陷的預防，安裝人員應有充分的認識。同時，如在安裝中對水冷壁管壁溫控制感覺有難度，可以先將主汽溫降低10～15℃ 安裝，待控制熟練，設備安裝到較佳狀態后再逐漸提高至設計值。此外，如鍋爐受熱面容易出現超溫，實際預防中應設置預防水冷壁超溫的措施，以減少開裂時間的發生。

結束語

綜上所述，受熱面焊口無缺陷、無泄漏是保證設備安裝安全的重要因素。本文結合鍋爐設備安裝經驗，對其鍋爐受熱面常見焊接質量缺陷進行分析，并對采取的相應解決措施進行了討論與分析，其目的在于保證鍋爐受熱面的焊接質量為鍋爐安裝提供保障。

參考文獻

趙加星，潘晴川，劉濤.電站鍋爐材料常見質量問題及監檢要點[J].中國設備工程，2019（08）.

張勇.電站鍋爐內部檢驗的常見問題解析[J].化工管理，2015（20）.

呂學幫，于群良，鄧朝旭.電站鍋爐四管爆破原因分析及新建機組防范措施[J].中國科技信息，2006（24）.

房金秋.電站鍋爐一級過熱器管失效分析[J].黑龍江科技信息，2016（27）.

武振新，張清峰，趙振寧，呂偉為，陳鴻偉.電站鍋爐燃用神華煤的安全性分析[J].華北電力技術，2013（11）.

李永興.大容量電站鍋爐的啟動調試技術服務及某些常見問題的處理[J].電站系統工程，2014（04）.