电站钢结构常见缺陷及可能原因分析

2020-03-05赵葳娜

工程建设与设计 2020年4期

赵葳娜

（中国机械设备工程股份有限公司，北京100055）

1 引言

电站钢结构在实际运作的过程中，除了承受保温系统以及汽水系统的压力和荷载之外，还需要承受机组运行过程中由于振动等各种因素所引起的疲劳荷载。疲劳荷载影响钢结构的正常使用和功能的有效发挥。因此，需要加强对钢结构常见缺陷的剖析，并采取针对性的措施进行解决。

2 电站钢结构的常见缺陷

2.1 电站钢结构焊接问题

钢结构的焊接质量和焊接效果直接关系着电站钢结构的使用质量，因此，需要加强对电站钢结构焊接问题的重视。在焊接过程中如果出现接头根部没有完全熔透的现象，称之为未焊透、未熔合，将会造成焊缝出现突变，严重影响焊缝的强度以及焊接效果，甚至会造成焊缝处出现裂纹，威胁电站钢结构的质量和使用效果。制造人员在对钢结构进行出厂检测的过程中，需要保证钢结构不存在不完全焊接的缺陷，并对没有完全焊接好的焊缝用碳弧气刨清根之后进行修复，保证焊缝的质量和效果[1]。

2.2 钢结构腹板翼板加强板连接角焊接问题

钢结构腹板翼板加强板连接角焊缝焊接质量问题是影响钢结构使用稳定性的主要问题之一。工作人员在进行宏观检验钢结构的过程中发现腹板与加强板之间的连接角、焊接位置处存在很多焊瘤、夹渣以及气孔等缺陷问题。气孔产生的主要原因是焊接过程中没有能够及时溢出熔池里面的气泡，使得焊缝在凝固过程中形成空穴。焊条或者焊剂没有按照规定进行烘焙、焊芯锈蚀、药皮剥离以及药皮变质等都是引起焊接问题的重要因素。在焊接过程中，如果电压过高或者电弧过长也会产生气孔。气孔的存在会减小焊缝的有效截面，大的气孔则会降低焊缝的强度，影响焊缝金属结构的稳定性。工作人员在进行焊接的过程中，为了避免气孔的产生，需要选择适合的焊接速度以及焊接电流，对坡口边缘的水分、锈迹以及油污进行认真的清理。工作人员还需要严格按照相关规定以及工作流程进行焊接材料的清理、保管以及烘焙，避免使用变质的焊条[2]。

2.3 钢结构立柱翼板母材夹层

钢结构立柱翼板母材夹层是电站钢结构中最为常见的缺陷之一。技术人员在进行立柱翼板母材夹层的厚度检测的过程中，发现立柱一般的真实厚度要远超过通过超声波机械设备检测出来的厚度。技术人员为了保证检测结果的准确性，需要通过机械设备与人力检测相结合的方式，保证检测效果与检测质量。技术人员为了检测钢结构立柱翼板母材夹层是否存在夹层问题，采用纵波直探头进行了超声波检测并获得肯定的结果。这种夹层的存在会影响钢结构的安全性和稳定性，严重降低杆件的使用强度，影响电站机组的正常工作[3]。

2.4 焊接变形问题

钢结构在实际焊接过程中出现局部变形主要是由钢结构外形尺寸较大、加工零件强度不足、焊缝分布不均匀、操作人员操作不规范以及焊件不规整等多种因素所造成的。钢结构焊接过程中的变形将会严重影响后续钢结构的正常使用以及钢结构的功能。工作人员在进行钢结构焊接过程中，需要尽可能在设计时做到钢结构焊缝分布的均匀和对称，主要应对焊接过程中焊缝收缩量大的问题进行处理和优化，保证钢结构构件的焊接质量。

3 电站钢结构缺陷的解决对策

3.1 优化焊接过程中的局部变形问题

电站钢结构在焊接过程中容易发生局部变形，引起电站钢结构的功能的下降以及使用寿命的缩短，必须加强对钢结构焊接过程中局部焊接问题的规避，提高加工零件的强度，适当地优化钢结构的外部形象和外部尺寸。同时，焊接人员在进行焊缝焊接以及零件焊接的过程中，要注意焊缝分布的均匀性和规律性，尽可能减少焊缝的分布数量，避免焊接零件的变形。其次，焊接人员必须要严格按照焊接作业的相关规定和标准开展规范施工，保证施工的合理性和科学性，减少由于焊接工艺问题而导致的钢结构变形问题，要求能够对焊接焊缝位置进行分段处理和对称分层处理。

3.2 焊接缺陷的预防措施

夹渣、凹陷以及气泡和气孔都是焊接工艺应用过程中容易出现的缺陷，这些缺陷的存在将会严重影响钢结构的焊接质量以及钢结构的使用效果。因此，需要加强对焊接缺陷的分析以及认识，明确焊接缺陷处理的相关措施并采取科学的方案进行处理。通常将残留在焊缝中的熔渣称之为夹渣，夹渣会降低焊缝的致密性和焊缝的强度，焊缝边缘有氧切割以及碳弧气刨残留的熔渣都是引发夹渣的主要原因。其次，焊接电流过小、坡口角度问题以及焊接速度太快也会诱发夹渣问题，焊接人员在使用碱性焊条时由于焊条极性不准确以及电弧过长等，也会容易引发夹渣现象。工作人员要想防止焊接过程中夹渣问题的发生，需要对破口的边缘进行详细的清理，认真选择坡口尺寸，选择适合的焊接速度以及焊接电流。需要多层焊接时，要仔细观察坡口两侧位置出的熔化现象，并认真清理焊渣彻底清除封底焊渣，防止埋弧焊焊偏。

3.3 优化焊缝金属以及母材坡口没有完全融合的问题

工作人员在进行焊接作业的过程中，需要合理地控制焊接速度以及焊接电流，如果焊接速度过快或者焊接电流不足，将会使得焊接位置的热量下降，导致相应的焊接材料无法完全熔化。其次，在焊接过程中如果使用大电流进行焊接，将会造成焊条后半部分温度过高，熔化速度过快，如果电流过大也会导致木材边缘没有融化时便已经覆盖了已经熔化的焊条金属材料，这也会直接影响金属焊接的熔合度。另外，焊接起始位置温度不足或者焊件散热速度过快，也会造成焊缝金属和母材坡口未完全融合的问题。为了有效避免这种未熔合现象的发生，工作人员需要保证在焊接的过程中焊接距离和焊条的角度都能够符合规定要求，并对母材坡口位置处的熔化现象进行密切关注。可以尽量选择稍微大一点的电流进行焊接，注意控制焊接速度以及焊接工艺。

3.4 钢结构防腐工作前期质量控制

设备监理工程师应检查制造厂钢结构表面锈蚀情况，确定锈蚀等级。检查制造厂钢结构除锈、涂装技术方案是否符合有关规定要求，检查制造厂钢结构表面除锈、涂装方法是否合适，检查制造厂钢结构表面除锈、涂装工艺工序安排是否满足技术要求。同时，应检查制造厂油漆品种是否符合有关技术要求，尤其对于需要耐受热带条件与含盐空气环境的油漆；检查制造厂的油漆来源、质量证明书等是否符合要求，检查制造厂的实际涂装油漆是否与有关技术文件一致，还应检查制造厂涂装油漆调配是否按照油漆制造商的产品说明进行。