電站鍋爐管道焊口返修技術

李莉 王進

1. 概述

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（%）

2. 返修的技術措施

（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。

3. 缺陷的清除

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

4. 缺陷位置的補焊

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。

5. 結語

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。