淺談工業(yè)鍋爐安裝焊接的常見問題及控制措施

1、淺談工業(yè)鍋爐安裝焊接的常見問題及控制措施    摘要：本文簡要介紹了工業(yè)鍋爐安裝過程中焊接質(zhì)量的控制，根據(jù)自己在工作中的經(jīng)驗，對安裝焊接過程中焊接的一些問題，提出了焊接控制的監(jiān)督方法。對提高鍋爐安裝整體質(zhì)量、保障鍋爐安全投入運行起到了積極的作用。 關(guān)鍵詞：焊接；質(zhì)量；研究 中圖分類號：F253.3文獻標識碼：A 文章編號： 一、焊工管理 焊接是特殊工種， 焊工是焊接質(zhì)量的制造者，其操作技能的好壞直接體現(xiàn)在焊接質(zhì)量上。因此，鍋爐焊工應(yīng)嚴格按特種設(shè)備焊接操作人員考核細則的要求， 進行考試前的培訓(xùn)， 取得特種設(shè)備作業(yè)人員證后方可施焊。焊工合格證有效期限為3 年

2、， 在合格項目有效期滿前3 個月， 須提出申請進行考試； 中斷與鍋爐有關(guān)的焊接工作6 個月以上再從事鍋爐焊接工作的， 必須重新考試。 二、焊接材料 1.焊接材料的選擇 鍋爐與其它焊接結(jié)構(gòu)不同， 是一種特殊的全焊結(jié)構(gòu)， 其焊接接頭承受著與容器殼體相同的各種載荷、溫度和工作介質(zhì)的物理、化學(xué)作用。對焊縫金屬不僅要求具有與殼體材料基本相等的靜載強度， 而且要求具有足夠的塑性和韌性， 以防止受壓部件焊接接頭在加工過程中以及在運行過程中， 因各種應(yīng)力和溫度的共同作用而提前失效或產(chǎn)生脆性破裂。 一般來說， 低碳鋼和低合金鋼鍋爐按等強性原則來選用，即焊縫金屬的抗拉強度不低于母材標準規(guī)定值的下限。但應(yīng)注意焊縫金

3、屬強度與母材強度以相當為宜，如果焊縫強度過高， 往往會使塑性和韌性降低。對于低溫容器應(yīng)保證焊接接頭的低溫韌性不低于母材； 對于高溫容器為保證具有與母材相同的高溫性能， 其選用的焊材應(yīng)保證焊縫金屬的合金含量不低于母材標準規(guī)定的下限值； 對于在腐蝕介質(zhì)中運行的不銹鋼容器， 則選擇的焊接材料應(yīng)與母材化學(xué)成分大致相同； 對于不同強度級別鋼的焊接， 按兩者中強度級別低的一種選用焊接材料； 對于碳鋼和不銹鋼、低合金鋼和不銹鋼之間的異種材料接頭， 則選用高鉻鎳含量的焊材。 2.焊接材料的驗收、保管和領(lǐng)用 焊接材料的驗收、保管和領(lǐng)用也是焊接質(zhì)量控制過程中重要的環(huán)節(jié)之一。不同廠家的同一型號或牌號的焊條， 其工藝

4、性能也可能存在差異， 因此，制造廠應(yīng)根據(jù)自己的實際經(jīng)驗， 選定相對固定的焊條生產(chǎn)廠家。焊接材料入庫驗收時要有制造廠提供的質(zhì)量保證書， 而且包裝完好， 生產(chǎn)批號清晰， 必要時按相應(yīng)標準進行抽樣復(fù)驗， 驗收合格后及時入庫。入庫后的焊材按牌號、規(guī)格、批號分別儲放在溫度 5 ， 相對濕度不大于60%的焊材庫內(nèi)。焊條和焊劑使用前必須按規(guī)定的烘干參數(shù)進行烘干。焊條從烘干爐取出后， 在大氣中存放時， 焊條藥皮將吸收大氣中的水分， 存放的時間越長吸收的水分越多， 因此焊工在領(lǐng)用焊條時應(yīng)配備焊條保溫筒，做到隨用隨取。焊材發(fā)放時， 焊工應(yīng)持焊接材料領(lǐng)用卡領(lǐng)取焊接材料， 領(lǐng)用卡應(yīng)注明產(chǎn)品編號、焊接材料牌號、規(guī)格和數(shù)

5、量， 并做好發(fā)放記錄。 三、焊接工藝 鍋爐的焊接工藝是控制接頭焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此必須按焊接方法、焊接材料的種類、板厚和接頭形式編制焊接工藝。 1.焊接工藝評定 焊接工藝評定是保證鍋爐焊接質(zhì)量的重要措施。焊接容器之前， 應(yīng)制訂焊接工藝指導(dǎo)書（WPS）， 而焊接工藝評定是驗證初擬定WPS 是否合適的手段， 又是制定正式WPS 的重要證據(jù)。焊接工藝評定也能從一個方面反映出制造廠的焊接能力。焊接工藝評定執(zhí)行標準為JB 4708， 換熱管與管板的工藝評定按GB 151 附錄B 執(zhí)行。但在執(zhí)行過程中總是存在若干問題， 主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （1） 首次使用的國外材料未進行焊接工藝評定。 （2）

6、從評定合格的焊接位置改變?yōu)橄蛏狭⒑傅暮附游恢脮r未增焊沖擊韌性試件進行試驗。 （3） 用不等厚試件進行評定， 經(jīng)評定合格后適用不等厚焊件母材厚度的范圍， 應(yīng)按厚邊對厚邊，薄邊對薄邊分別計算。 （4） 不少制造廠對拼焊鋼板熱沖壓成形封頭的焊接工藝評定， 都沒有考慮熱沖壓過程， 認為熱沖壓是熱加工而不是焊后熱處理， 而且熱沖壓溫度是高于上轉(zhuǎn)變溫度， 因此焊件的最大厚度為試件厚度的1.1倍， 最小厚度按JB 4708 表5、表6 規(guī)定。 （5） 改變焊后熱處理類別未重新做焊接工藝評定。 2.焊接工藝參數(shù)的選擇 焊接工藝參數(shù)是指焊接時， 為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（焊接電流、電弧電壓、焊接速度） 的

7、總稱。焊接工藝參數(shù)的確定涉及到多種因素， 包括材料種類、規(guī)格和焊接方法。焊接熱輸入（線能量） 是指熔焊時， 由焊接能源輸入給單位長度焊縫上的熱量。它綜合體現(xiàn)了焊接工藝參數(shù)對焊縫性能的影響。對于低碳鋼來說，這種鋼的塑性和沖擊韌性優(yōu)良， 焊接接頭的塑性和沖擊韌性也很優(yōu)良。一般情況下不嚴格限制線能量。但使用埋弧焊時若焊接線能量過大， 會使熱影響區(qū)粗晶區(qū)的晶粒過于粗大， 甚至?xí)a(chǎn)生魏氏組織， 從而使該區(qū)的沖擊韌性和彎曲性能降低， 導(dǎo)致沖擊韌性和彎曲性能不合格。故在使用埋弧焊焊接， 尤其是焊接厚板時， 應(yīng)嚴格按經(jīng)焊接工藝評定合格的焊接線能量施焊。對于低合金鋼， 一般應(yīng)注意不要使用過大的線能量。含碳量偏下

8、限的Q345R 鋼焊接時， 焊接線能量沒有嚴格的限制，因為這種鋼焊接熱影響區(qū)脆化傾向較小。 3.產(chǎn)品試板 產(chǎn)品試板用于考證按照所制定的焊接工藝施焊時焊縫的質(zhì)量， 對試板的檢驗就是對焊工實際施焊工藝、焊工技能和焊接條件等因素的綜合檢驗。因此， 它代表實際產(chǎn)品的焊接接頭性能。鍋爐產(chǎn)品試板應(yīng)按固定式鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和GB 150鋼制鍋爐的規(guī)定制作產(chǎn)品試板， 并按JB 4744 鋼制鍋爐產(chǎn)品試板的力學(xué)性能檢驗的規(guī)定進行試板的制作和檢驗。產(chǎn)品焊接試板應(yīng)當在筒節(jié)縱向焊縫的延長部位與筒節(jié)同時施焊， 試板應(yīng)當由施焊鍋爐的焊工， 采用與施焊鍋爐相同的條件與焊接工藝施焊。有熱處理要求的鍋爐， 試板宜隨鍋爐一起

9、熱處理。 4.焊縫返修 如果焊縫經(jīng)無損檢測后發(fā)現(xiàn)存在不允許的缺陷， 應(yīng)進行返修。首先應(yīng)對需要返修的缺陷分析其產(chǎn)生的原因， 制定返修方案， 并編制返修工藝。焊縫同一部位的返修次數(shù)不宜超過2 次。如超過2次， 返修前應(yīng)當經(jīng)過制造單位技術(shù)負責(zé)人批準， 并且應(yīng)當將返修的次數(shù)、部位、返修情況記入鍋爐質(zhì)量證明文件。要求焊后消除應(yīng)力熱處理的鍋爐， 一般應(yīng)當在熱處理前焊接返修； 如在熱處理后進行焊接返修， 返修后應(yīng)當按相關(guān)標準進行處理。有抗晶間腐蝕要求的奧氏體不銹鋼以及鎳及鎳合金制鍋爐， 返修部位仍需保證原有的抗晶間腐蝕性能。耐壓試驗后需返修的， 返修部位應(yīng)當按原要求經(jīng)過無損檢測合格。 四、焊接檢驗 焊接檢驗

10、是鍋爐焊接質(zhì)量管理的重要一環(huán)， 它貫徹于焊接過程的始終， 對焊接工藝規(guī)程的執(zhí)行情況進行監(jiān)督， 對焊縫質(zhì)量進行檢驗， 最終確認焊縫質(zhì)量是否合格。檢驗過程大致分為焊前、焊接過程中和焊后三個階段。 焊前檢驗包括焊工資格問題， 焊條按要求進行烘干， 同時還要注意裝配質(zhì)量和坡口表面質(zhì)量。強力組裝將增加焊接接頭的殘余應(yīng)力， 導(dǎo)致裂紋形成， 因此應(yīng)予避免。坡口、間隙、鈍邊等要素須滿足要求； 坡口及兩側(cè)清理干凈， 沒有鐵銹、油脂等污物。 焊接過程中的檢驗主要是檢查焊接工藝、技術(shù)標準、圖樣規(guī)定等方面的執(zhí)行情況。因為焊接工藝是在焊接工藝評定合格的基礎(chǔ)上制定出來的， 正確執(zhí)行焊接工藝將對保證焊接質(zhì)量起積極作用。在施

11、焊過程中應(yīng)控制和監(jiān)督焊接工藝的執(zhí)行情況并做好施焊記錄。 焊后檢驗包括外觀檢查、無損檢測、耐壓試驗、致密試驗。焊后檢驗是保證焊接質(zhì)量的最后步驟， 在焊接完成后即可進行， 但有延遲裂紋傾向的材料（b 540 MPa） 應(yīng)在焊接完成24 h 后或焊后延長一段時間進行。 焊縫的外觀檢驗是按圖樣和相應(yīng)標準規(guī)定的尺寸對焊縫進行檢驗， 同時也在一定程度上有助于分析和發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷。 無損檢測常用的方法包括射線檢測、超聲波檢測、滲透檢測、磁粉檢測等。滲透檢測和磁粉檢測是檢測焊縫表面和近表面， 射線檢測和超聲波檢測是對焊縫內(nèi)部缺陷進行檢測。按GB 150 和容規(guī)規(guī)定， 無損檢測分為局部檢測（ 大于等于20%） 和全部檢測（100%）， 在進行局部射線或超聲檢測時， 應(yīng)對所有的丁字形焊接接頭以及將要被其他