李莉 王進
目前, 電站鍋爐參數(shù)和容量不斷增大,鍋爐焊口數(shù)量增加,如1 000MW機組受熱面焊口可達到60 000余道,而且焊口布置更加集中,致使焊接難度大,造成不合格焊口增加和焊口返修難度增大。因此,對不合格焊口返修是焊接過程中一個重要的環(huán)節(jié),可是往往在工程中對焊縫的返修技術掌握不夠,造成了焊口的二次返修甚至鋸口重焊。同時,焊縫返修是在產品剛性拘束較大的情況下進行的,返修次數(shù)的增加,不但會帶來時間和材料的浪費,更主要的是會造成產品質量下降,規(guī)程上規(guī)定返修次數(shù)一般不宜超過兩次。因此,在出現(xiàn)返修的情況下,必須有相應的操作技術,保證返修一次合格。
圖1 低溫過熱器集箱焊口
表1 焊接缺陷產生幾率統(tǒng)計(%)
(1)確認返修人員 當焊縫出現(xiàn)返修后,通常情況下采取誰焊誰返。但是,這種觀念不可取,因焊縫返修不同于正常的焊接工作,情況相對來講要復雜得多。例如:低溫過熱器集箱焊口(見圖1),焊接時采用提起一排焊接一排的方法,但是在焊接完成后集箱和管排成為一個整體,處理缺陷的難度增大。因此,處理這一類缺陷時應選擇返修經驗豐富、合格率較高、責任心較強的焊工。
(2)確定缺陷的性質 在現(xiàn)場返修中,主要出現(xiàn)的缺陷有氣孔(群孔、條孔)、夾渣及未熔合。各種缺陷在返修焊口中的比例如表1所示。
從表1中可以發(fā)現(xiàn),群孔、單個氣孔及夾渣缺陷在小徑管中出現(xiàn)頻率較高的缺陷,在返修時,可以比較直觀地挖出缺陷。條孔、未熔合及未焊透等平行于焊縫的條狀缺陷,在清理時不能直觀看到缺陷。小徑管中未熔合和未焊透缺陷在返修時也無法直觀地看到缺陷。因此,可根據(jù)焊接缺陷的性質和形狀制定具體的挖補措施。
(3)確認缺陷的位置 確定缺陷性質后,缺陷位置的確認是非常重要的,開始返修前,應先根據(jù)檢驗部門提供的無損探傷通知單和X射線底片,在焊縫上確定返修部位。各種焊接方法及焊接位置經常出現(xiàn)的缺陷位置如表2所示。
在射線底片上無法確定缺陷的具體位置時,為了減小返修的盲目性,可根據(jù)射線底片結合表2缺陷產生的位置進行清除。大徑管采用超聲波探傷檢測核定返修部位,探測缺陷深度,最后再確定清除缺陷的位置。這樣排除了返修的盲目性,提高工效,既節(jié)約焊材又保證了質量。
對于小徑管焊接缺陷進行返修時,按照返修單上位置清除缺陷。因為返修單上焊縫形狀小于射線底片上的焊縫形狀,因此,清除缺陷時要向焊縫長度方向兩邊各延伸10~15mm,缺陷焊縫寬度的挖補為原焊縫的寬度。而對于未熔合、未焊透這類缺陷,一般容易出現(xiàn)在焊口的打底部位,如未挖出缺陷將此位置挖補到根部,挖補寬度為原焊縫的寬度。大徑管返修時,當達到缺陷所在的深度時,應邊打磨邊嚴密仔細檢查,直至將缺陷全部清除為止。如果無法確定是否已把缺陷清除掉時,最好用超聲波探傷進行一次檢測,避免把缺陷遺留在焊縫內就進行焊接,做到萬無一失。
對裂紋、未焊透等線狀缺陷的焊縫返修,在將要挖到缺陷所在深度時,邊打磨邊用著色試驗分層檢驗,在徹底清除缺陷后,方可補焊(見圖2)。
表2 焊接缺陷產生的部位
圖2 管道裂紋缺陷修補
工程中經常會發(fā)生不合格焊口清除缺陷后,在具體補焊時又出現(xiàn)新的缺陷。本文針對焊口的補焊,主要從以下幾個方面做起:
(1)焊接設備及儀表應定期檢查 需要計量的部分應定期校驗。
表3 小徑管補焊參數(shù)
表4 大徑管補焊參數(shù)
設備:逆變焊機(Z X 7—400)、熱處理機、角向磨光機及電磨等。
工具:工具包、焊鉗、焊工專用鑿子、榔頭、鋼絲刷、保溫筒、鎢棒盒、手電筒、面罩、防護眼鏡及氬弧焊槍等。
(2)焊接材料 焊條、焊絲應有制造廠的質量合格證,且應按焊材質量驗收規(guī)定進行驗收。合金鋼焊材入庫前應該進行光譜抽樣檢查。
焊條、焊絲應存放于干燥、通風良好、溫度>5℃,且相對空氣濕度<6 0%的庫房內。焊條、焊絲應按品種、型(牌)號、批號、規(guī)格、入庫時間等分類存放于庫架上,且有準確的標識。
焊絲使用前應清除銹垢和油污,嚴禁使用已生銹的焊絲。焊條使用前必須進行烘干,重復烘干不超過兩次,現(xiàn)場使用時應裝入80~110℃的專用保溫筒內,且必須通電保溫,應隨用隨取,嚴禁使用已受潮的焊條。
(3)確定焊接參數(shù) 具體補焊參數(shù)如表3、表4所示。
(4)清理 補焊時去除坡口及兩側各20mm范圍內的油污、鐵銹等雜物并打磨出坡口(一般選用V形坡口)。補焊時按原參數(shù)進行焊接。
(5)無損檢測 大徑管道(厚度>60mm)采取分層焊接分層探傷的方法,尤其是在管直徑較小,不能進行雙面焊的情況下,在封底焊結束焊到20mm左右時出現(xiàn)的焊接缺陷應在返修后及時進行射線檢測,排除缺陷。下面的焊道可焊至一定厚度再分層拍片。采取分層焊接分層探傷適用于厚壁管道的焊接,這樣大大地提高了焊縫的返修合格率。
(6)預熱 對需要進行預熱的焊口,一般中小徑管采用氧乙炔焰;大徑管采用遠紅外電腦控溫儀進行預熱。焊條電弧焊進行補焊時,即便是不需要進行焊前預熱的焊口也應適當使用氧氣火焰進行預熱,因為補焊時只是焊縫的一部分,管子溫度低易產生新的焊接缺陷。
(7)返修 應將補焊處打磨成與原焊縫的余高及寬度相一致,并圓滑過渡到母材,防止脫節(jié)。外觀檢查合格后,按規(guī)定要求進行無損探傷。
(8)焊后熱處理 采用與原焊縫相同的焊接熱處理工藝對補焊部位進行熱處理,一般采用遠紅外電腦控溫儀進行。焊后經外觀檢查合格后進行無損探傷。
經過采取上述返修措施,提高了電站鍋爐焊口返修的合格率,避免了焊縫因多次挖補使焊接接頭應力的加劇,焊縫組織粗大,產生熱影響區(qū)冷裂紋、延遲裂紋,保證了電站鍋爐整體的焊接質量。