電廠鍋爐管道焊接現(xiàn)狀及對策研究

山東工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司 丁玉魯

1 項目概況

1.1 電廠鍋爐設(shè)備情況

某鍋爐為直流鍋爐，單爐膛、固態(tài)排渣、自然循環(huán)運行。斷面尺寸22.10 m×15.53 m，鍋身為方形鋼，緊身封閉，最大連續(xù)蒸發(fā)量為每小時1026t，工作過程中煙氣主要分兩路：一路經(jīng)前面煙道中的低溫再熱器、省煤器，另一路流經(jīng)后面煙道中的過熱器、省煤器，兩路煙氣混合之后進(jìn)入選擇性催化還原系統(tǒng)，最終流入鍋爐的空氣預(yù)熱器[1]。不同工況下，鍋爐主要設(shè)計參數(shù)詳見表1。

表1 鍋爐主要設(shè)計參數(shù)

1.2 電廠鍋爐管道焊縫無損檢測的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國家相關(guān)部門發(fā)布的《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中相關(guān)要求：鍋爐管子、管件的環(huán)焊縫的外直徑＞159mm， 或壁厚≥20mm 時， 管道焊縫應(yīng)全方位進(jìn)行探傷。2004年發(fā)布的《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》中也有：當(dāng)鍋爐管道外徑＞159mm 或壁厚≥20mm，且工作P ＞9.8MPa 的鍋爐管道及管件進(jìn)行100%的超聲波探傷。

2 電廠鍋爐管道焊接中存在的問題

該單爐膛鍋爐的建設(shè)結(jié)構(gòu)中部分管道的附件為三通式，且采用的焊接方式來進(jìn)行固定，直接導(dǎo)致焊縫緊挨著三通管件的根部，加之各個管道焊接處壁厚數(shù)值的差異，故在每個管道焊縫處凸臺現(xiàn)象明顯，因此對管道的正常使用造成一定程度的影響。本文總結(jié)出8道常見的焊縫，其相關(guān)技術(shù)參數(shù)詳見表2，管道焊縫實物圖如圖1～8所示。由圖可知，1圖中焊縫的凸臺最小，而其他圖中考慮到凸臺和管道焊縫位置較近，造成無損探傷無法進(jìn)行[2]。隨著國內(nèi)的火電廠建設(shè)范圍的擴(kuò)大，鍋爐數(shù)量迅速增加。電廠發(fā)電采用的鍋爐不僅體積龐大，生產(chǎn)周期持續(xù)時間也比較久，所以鍋爐生產(chǎn)廠商無法在較短的工期內(nèi)對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整及修改。

圖1 焊縫GL1

圖2 焊縫GL5

圖3 焊縫GL7

圖4 焊縫GL9

圖5 焊縫GL18

圖6 焊縫GL22

圖7 焊縫GL23

圖8 焊縫GL27

表2 管道焊接相關(guān)量

此外，火電廠鍋爐管道在安裝焊接過程中，焊接設(shè)備及焊接工具的使用未能嚴(yán)格按流程進(jìn)行操作，作業(yè)人員經(jīng)驗不足，技術(shù)水平不一，未充分掌握焊接工作要點，對焊縫的質(zhì)量也未能做到有效把控，導(dǎo)致鍋爐管道部分焊縫質(zhì)量工作未能達(dá)標(biāo)，對鍋爐安全運行造成安全隱患，嚴(yán)重拖延了生產(chǎn)進(jìn)度，降低了工作效率。最后，電廠鍋爐管道焊接工作未建立統(tǒng)一集中管理制度，且相關(guān)技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不完善，造成管道實際焊接固定及使用維護(hù)工作中缺乏制度支撐，約束力較弱，無法從制度上保障鍋爐的運行質(zhì)量。

3 電廠鍋爐管道焊接問題的解決對策研究

3.1 合理選擇焊材型號

火電廠的鍋爐管道要承受高溫高壓的工作介質(zhì)，所以管道焊接時焊材選型要求較高，作業(yè)人員在材料型號選擇時，一旦存在失誤或者是在材料存放時粗心大意未履行監(jiān)管職責(zé)，都會導(dǎo)致管路焊接質(zhì)量達(dá)不到要求，進(jìn)而影響鍋爐的運行質(zhì)量。為做好焊材的選型及出入庫管理工作，應(yīng)建立專門的臺賬，包含焊條材質(zhì)、型號、規(guī)格、使用條件以及庫存數(shù)量等字段信息，并保證存儲環(huán)境的干燥。焊條領(lǐng)用后，需要用焊條專用保溫桶進(jìn)行存放，避免焊材受潮降低焊接質(zhì)量，此外，相關(guān)部門必須加大焊材的質(zhì)量檢查力度，避免次品的焊材進(jìn)入設(shè)備現(xiàn)場，對未來生產(chǎn)造成安全隱患。后期，公司也可以根據(jù)使用記錄，做好焊材質(zhì)量跟蹤工作，與信用較佳的廠家建立永久合作關(guān)系。

3.2 重視焊前對口工作的檢查

該項工作由一線焊接作業(yè)人員及項目質(zhì)檢人員一起參與，最終工作結(jié)果由專業(yè)技術(shù)人員組成小組共同確認(rèn)。嚴(yán)格保證管道斷口及附近10～15 mm 范圍內(nèi)的清潔狀況，避免錯口和焊接間隙超過標(biāo)準(zhǔn)。在焊接前應(yīng)搭建防雨防風(fēng)裝置并穿戴好勞保防護(hù)用品，做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。另外，焊材在使用前需嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行烘烤流程，烘烤時間不得超出規(guī)定范圍[3]。在焊接中使用的氬氣來源要正規(guī)可靠，含量必須大于99.96%，且使用前必須檢驗其純度，在合格后方可開展焊接工作。在實施管路焊接時，謹(jǐn)遵相關(guān)操作要求，焊接完成后出具相應(yīng)的質(zhì)量檢測報告。

3.3 強(qiáng)化焊接過程管控力度

為了充分保障火電廠鍋爐管道的焊接質(zhì)量，提高綜合作業(yè)效率，在焊接安裝過程中，需要提前規(guī)劃，設(shè)計好相應(yīng)流程，從各環(huán)節(jié)上對焊接質(zhì)量及進(jìn)度進(jìn)行科學(xué)把控，嚴(yán)格保證每一步質(zhì)量及項目進(jìn)度。

一是工作計劃環(huán)節(jié)：以焊接結(jié)果為導(dǎo)向，對焊接安裝質(zhì)量的需求進(jìn)行充分分析，設(shè)計出合理的指導(dǎo)書，并按照指導(dǎo)書進(jìn)行細(xì)化，制定出每一步詳細(xì)的焊接安裝過程管控流程，差異化對焊接質(zhì)量進(jìn)行控制。在此過程中，工作指導(dǎo)書切忌憑空捏造，要廣泛收集聽取各方建議，多開會，多討論，才能保證工作計劃制定的科學(xué)性。

二是焊接施工環(huán)節(jié)：在實際管道焊接過程中，針對有預(yù)熱和熱處理需求的焊縫，嚴(yán)格按照相關(guān)工藝要求設(shè)置焊接參數(shù)。圖中的典型例子均需要多層多道進(jìn)行焊接工作，這就要求專業(yè)技術(shù)人員做好質(zhì)量卡控工作。特別是SA335P 類型的焊縫，焊接要求較高，要指定人員實時監(jiān)測，做好焊接過程溫度和時間控制，把控好焊接厚度及速度，確保每一環(huán)節(jié)工序都按標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行施工，不能出現(xiàn)私改步驟、偷工減料等情況。此外，安全生產(chǎn)大于一切，在鍋爐管道焊接安裝過程中，應(yīng)著重增強(qiáng)焊接人員的安全意識，保障作業(yè)人員生命安全。首先，充分學(xué)習(xí)焊接過程中相關(guān)焊接設(shè)備如氬弧焊等的操作規(guī)程，熟練掌握其使用方法，避免操作不當(dāng)而造成安全事故。其次，應(yīng)穿戴好防護(hù)服/護(hù)目鏡等，并將焊接設(shè)備工作電纜也做好防火保護(hù)，避免焊接過程中火花飛濺造成火災(zāi)等事故，危害作業(yè)人員人身和財產(chǎn)安全。最后，定期開展安全教育培訓(xùn)及事故演練，提高作業(yè)人員安全焊接意識，使作業(yè)人員對事故安全風(fēng)險有一個全面深刻的認(rèn)識，在以后焊接工作中多一些謹(jǐn)慎，做好第一責(zé)任人。

三是工作驗收環(huán)節(jié)：該環(huán)節(jié)主要是火電廠鍋爐管道的焊接工作進(jìn)行整體、全面性的驗收，根據(jù)相關(guān)國標(biāo)和焊縫的實際情況，對于具備射線或激光探傷的焊縫，應(yīng)百分之百進(jìn)行探傷。對于無法進(jìn)行射線探傷的焊縫， 借助表面磁粉探傷的方法對管道焊縫表面及附近位置進(jìn)行全覆蓋的檢驗，保證焊接工作總體通過驗收。

3.4 落實焊接工作質(zhì)量責(zé)任制

積極落實焊接工作質(zhì)量責(zé)任制也可以間接提高鍋爐管道的焊接質(zhì)量，在明確各級作業(yè)人員的生產(chǎn)職責(zé)基礎(chǔ)上，利用上下級管理關(guān)系，形成萬一焊接工作中發(fā)生事故，便可逐級匯報，并將具體的責(zé)任量化，追究到個人。此外，建立獎懲機(jī)制，提高員工積極性。將員工的獎金與日常生產(chǎn)進(jìn)行掛鉤，對于主動提出的合理化建議如果切實幫助提高了鍋爐管道焊接生產(chǎn)工藝，可以申請加分等。在這種情況下，員工將采取更加積極的態(tài)度來面對焊接工作。

4 結(jié)語

鍋爐在火力發(fā)電廠發(fā)電過程中扮演著重要角色，其工作效率直接影響到火力發(fā)電廠總體的生產(chǎn)效率，對其管道的焊接安裝質(zhì)量進(jìn)行整體把控有助于從源頭上保證鍋爐的運行質(zhì)量。以某電廠鍋爐為例，在介紹電廠鍋爐管道焊縫無損檢測的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對電廠鍋爐管道焊接中存在的凸臺現(xiàn)象、部分焊縫無法進(jìn)行射線探傷、焊工水平有待提高等問題進(jìn)行了分析，最后提出了合理選擇焊材型號、重視焊前對口工作的檢查、強(qiáng)化焊接過程管控力度、落實焊接工作質(zhì)量責(zé)任制、提高焊接人員的技術(shù)水平等相應(yīng)的解決對策，極大地提高了電廠鍋爐管道的焊接質(zhì)量，保證了鍋爐系統(tǒng)的安全可靠運行，對未來發(fā)電廠鍋爐管道的焊接技術(shù)研究具有一定的借鑒意義。