在百万塔式锅炉安装过程中如何提高镜面焊接质量，保证锅炉安装的高效推进

马骁

摘要：在超超临界火电机组塔式炉安装过程中，由于组件管排数量大，管排节距小，焊口的局部位置肉眼无法观察到，给焊口的焊接带来了意想不到的困难。必须采用特殊的“镜面焊”焊接方法进行焊接。通过研究镜面焊工艺，制定了专门的镜面焊焊接操作培训方案，利用设计制作的专用镜面焊练习模拟架、焊接专用镜对焊工进行镜面焊焊接培训，使之掌握肉眼无法观察到焊口的焊接方法，保证焊口优良的内在质量、外观质量。同时优化组合焊接顺序，提高工作效率，缩短塔式炉的安装工期，解决塔式炉的安装速度慢的关键问题。

关键词：塔式锅炉;镜面焊;检测

一、工程概况

某电厂工程蒸汽参数高，锅炉出口蒸汽参数为高，广泛采用A335P11、A335P22、T/P91、T/P92、A691 1?Cr CL22、15NiCuMoNb5-6-4等进口材料，焊接技术要求高，热处理时间长，百万塔式锅炉受热面管排密集，焊接操作空间狭窄，需要使用镜面焊接技术。百万塔式锅炉机组大口径厚壁管焊口数量多，特别是P92大口径厚壁管焊口数量多，焊接、热处理工艺要求高。

二、施工过程

水冷壁系统、再热器、过热器系统采取地面组合与锅炉安装相结合方式进行;省煤器蛇形管排在地面组合后整体吊装，上集箱和下集箱在锅炉安装，安装过程中根据现场实际情况采取2组4名焊工同时施工，每组两名焊工同时分布于散管上下端，同时组对，要注意错口现象的发生;过热器、再热器蛇形管排组合均采取地面组合，集箱散管锅炉安装;过热器、再热器T91、T92焊口必须当天一次性焊完整排焊口，以利于热处理整体完成，同时，同一片管屏上道焊口热处理未结束不允许施焊下道焊口，以免移动管屏造成热处理缺陷的产生。

百万塔式锅炉部分焊口的局部位置肉眼无法观察到，采用以往常用的焊接方法在该位置无法施焊，只能采用镜面焊法，这一工艺改变了焊工的视觉，影响了工程进度并使焊接质量难以保证。为此，根据工作量培训了一批熟练掌握镜面焊技术的焊工。 根据不同的热处理特点，制作了一批专用的热处理加热器。

焊接顺序：分别从炉左和炉右两侧往锅炉中心焊接。在焊接每一排焊口时，待焊焊口靠近已焊好的管排侧地从仰焊至立焊位置这一段焊缝，在层间填充焊接时肉眼无法观察到，必须采用镜面焊。当焊接位置由左右两侧焊至锅炉中心，剩下最后若干排时，此时焊接顺序改为由下往上焊接，镜面焊的焊缝长度最长，焊口在焊缝的镜面焊区域，即从立焊至仰焊至立焊为镜面焊区域，因此难度也是最大的。這些焊口焊接时，焊工只能蹲在或俯卧在管子上，通过镜面焊完成焊口的下半部分。 镜面焊焊接工艺方法的使用，在开工前应进行与实践条件相适应的模拟考试。经项目部、专业监理工程师见证检查符合要求后方可进行正式焊接工作。

三、质量控制

（一）受热面焊口的坡口宜采用机械加工的方式，严禁采用氧、乙炔火焰切割下料或制备坡口。

（二）焊件组装前必须将焊口表面及附近10-15mm范围内的母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。

（三）焊件对口时必须做至内壁齐平，如有错口，其错口值不得超过壁厚的10%，且不大于1mm。

（四）所有参加焊接作业人员必须由通过特种设备和电力行业焊接操作技能考核，并取得作业人员资格证。异种钢对接、一侧为合金钢时，应由合金钢考试合格的焊工担任。凡与炉本体管子（道）焊接有关的焊缝应由考试合格证的焊工担任。

（五）小径薄壁管点固焊时，可在坡口内直接点固，点固焊不少于2点;并以肉眼检查，确认无裂纹等缺陷后，方可继续施焊。

（六）施焊中应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满，多层多道焊的接头应错开。

（七）钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。多层多道焊应逐层进行清理、检查、经自检合格后，方可进行次层焊缝的焊接，直至完成。

（八）严禁在被焊工件表面引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢表面不得焊接对口用夹具。

（九）所有拼缝、铁件均由合格焊工担任，飞溅、药皮、焊渣等焊后须清理干净。

（十）重视焊口点焊工艺及点焊质量，保护好坡口面。

（十一）焊接操作时严格执行焊接工艺卡中的工艺规范，控制焊接线能量的输入。

（十二）所有根部氩弧焊封底的焊口，打底焊缝均采用填充焊丝的方法，杜绝无间隙对口和不加焊丝封底的现象。

（十三）氩弧焊封好底的焊口应即刻进行次层焊接和盖面，所有的焊口应该一次焊完，严禁留待第二天再进行盖面。

（十四）封底焊缝中有氧化性夹杂物的缺陷时，不能依赖电弧焊盖面时的熔融来消除，也不用氩弧焊反复熔融，而是必须用有效的工具将相关的缺陷消除后才可进行下层焊道的焊接。

（十五）根据焊口的合金含量和焊口的壁厚严格执行焊前预热和焊后热处理工艺，对某些焊后需要缓冷的焊口焊后应采取包缠保温棉的方法来降低冷却速度。

（十六）热处理施工现场搭设临时工棚，能防风、防雨，热处理时管子的二端要封闭，以避免穿堂风的冷作用，待工作完成后，两端的封闭才能拆除。

（十七）整个焊后热处理过程应采用自动温度记录仪进行记录并将记录纸编号并存档。

（十八）对某些合金含量较高的焊口由于不可预测因素，确实不能进行及时热处理的必须要按照规程的要求进行后热处理。

（十九）热处理作业必须在确认焊口焊接完成并经自检和专检合格后，焊口无损检验合格前及时进行。

（二十）已经局部热处理的焊口，如经检验，发现有超标焊接缺陷，需进行局部返修（返工）挖补时，补焊后应按工艺重新进行热处理。

四、质量问题防治

焊接过程中，由于多种原因，在焊接接头产生焊接缺陷。根据各个工程焊接情况的统计，常见缺陷有以下几种：裂纹、未焊透、气孔、夹渣、内凹、咬边、弧坑、过烧。无论哪一种缺陷，都具有一定的危害性--引起应力集中、降低焊缝强度、缩短构件使用寿命，直接造成脆断和爆管。因此，必须提高焊工技术水平、加强焊工职业道德教育、强化全员质量意识、做好焊接过程监督工作、严格焊后检查、检验制度，最大限度地将缺陷的数量减少。

五、施工难点

（一）集箱口间距较小、炉膛穿墙管镜面焊焊口数量大

一级过热器进口：材质12Cr1MoVG，两排管组间距离小，每排管组由多根管子组成，管口与管口间距离近，焊口数多;穿墙管间距小。

二级过热器进出口、一级再热器进出口、省煤器进出口等出需要采用镜面焊技术，金属检测因管排距离较小，难度大。

（二）任务量大，工期紧张，金属探伤与各工种作业时间冲突

塔式炉受热面安装必须按从上到下的顺序施工，不能像π型锅炉前后炉膛同时施工，一般塔式锅炉参检焊口预估共计8万只，水压前焊口需要在短时间内检测完成，焊口施焊高峰期，吊装安装、焊接、热处理、架业等作业与金属检测的作业时间矛盾非常突出。

六、解决措施

针对工期紧、任务重的特点，要做好统一指挥、统筹规划。

（一）统筹规划

集箱口先做100%超声，射线检测采用“先内后外”的方法，在工期紧任务重的前提下，首先保证焊口的质量。

对于集箱口排口，靠外的焊口射线检测拍摄较容易，可以选择X射线机和γ射线;靠内的焊口射线拍摄较麻烦，只能选用γ射线，但一旦有返工口，因管排的密度太大，造成无法返工，因此对于管排内有返工口的管排射線拍摄尤为重要，而现场检测高峰时期有多点集箱同时施工，而管排内排拍摄是射线拍摄优先的重点，返工口和补口的拍摄更是重中之重。

（二）相控阵超声的应用

为工程节约了工期，镜面焊焊口采用相控阵超声检测。项目应采用相控阵与射线、超声相结合的方法，相控阵在检测任务中承担的任务巨大，不仅要求项目给于高度重视，对于相控阵检测人员也是一个巨大的挑战。采用相控阵超声检测技术对焊口进行预检，不仅可以保证质量，同时可以大大地提高效率。而且受炉型结构影响，管排数量大，管排间距小，检测空间有限，很多情况下射线检测和超声检测难以实施，采用相控阵检测超声技术，可以有效地克服了检测空间受限所带来的问题。

（三）重视返工口

用γ射线拍摄集箱焊口时拍摄人员优先选择位置好、焊口数集中的位置拍摄，对于位置困难、返工口、补口最后拍摄，往往造成焊口的不断积压，拍摄困难越来越大，错过了集箱口检测最佳时期，造成了检测工作上的被动，同时焊接作业要求重视返工口的处理，项目成立监督小组，对现场焊接与金属监督工作尤其重视。

七、总结

百万塔式锅炉镜面焊技术已经普遍应用，做好工程过程质量控制，才能够顺利完后锅炉水压试验合格。在百万塔式锅炉的安装过程中，总结新的技术，新的工艺，新的方法才能进一步推进锅炉安装技术进一步发展。

参考文献：

[1]DL/T869-2012，中华人民共和国电力行业标准[S].火力发电厂焊接技术规程.

[2]DL/T438-2016，中华人民共和国电力行业标准[S].火力发电厂金属技术监督规程.

[3]DL/T679-2012，中华人民共和国电力行业标准[S].焊工技术考核规程.

[4]DL/T 5210.5—201，8中华人民共和国电力行业标准[S].电力建设工程质量验收规程 第5部分：焊接.