循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管檢修

陳月華 張道福 趙原 師玉偉 韓小玲

1. 概述

我公司現(xiàn)有260t/h循環(huán)流化床鍋爐3臺(tái)，2008年投運(yùn)。隨著投運(yùn)時(shí)間的增長(zhǎng)，水冷壁管的磨損現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重。由于我公司蒸汽供應(yīng)一直非常緊張，鍋爐水冷壁管始終沒(méi)有徹底大修更換的機(jī)會(huì)，所以現(xiàn)在平均每運(yùn)行3～6個(gè)月，就要對(duì)水冷壁管進(jìn)行一次局部檢修更換。在多次檢修過(guò)程中，我們摸索出部分檢修經(jīng)驗(yàn)，下面將詳細(xì)介紹。

2. 水冷壁簡(jiǎn)介

我公司260t/h流化床鍋爐水冷壁屬于膜式水冷壁，是由多組鰭片管組焊在一起的整體管屏，水冷壁管規(guī)格為φ60mm×5mm，材質(zhì)為20G，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。水冷壁管屏部件如圖2所示。

3. 水冷壁管檢修前期準(zhǔn)備

鍋爐水冷壁管主要失效形式是壁厚減薄泄漏，因此每次停爐檢修時(shí)，首先要安排檢測(cè)人員使用超聲波測(cè)厚儀對(duì)水冷壁管的厚度進(jìn)行全面檢測(cè)，把水冷壁管減薄部位找出來(lái)，做好標(biāo)示以進(jìn)行更換。

當(dāng)確定好更換部位以后，首先要把原水冷壁管內(nèi)的水徹底排凈，然后關(guān)閉所有進(jìn)出口閥門，防止焊接時(shí)水冷壁管內(nèi)形成氣流，影響焊接質(zhì)量。然后根據(jù)標(biāo)示，把需要更換的水冷壁管切割下來(lái)，打磨好坡口；測(cè)量出需更換水冷壁管的實(shí)際長(zhǎng)度，截取新的水冷壁管時(shí)應(yīng)對(duì)水冷壁管進(jìn)行仔細(xì)的目視檢查，確保截取部分沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的表面缺陷，截取時(shí)應(yīng)保證尺寸精確。坡口應(yīng)打磨干凈，坡口及內(nèi)外側(cè)表面20mm范圍內(nèi)的油垢、鐵銹、雜質(zhì)、毛刺和表面漆層或噴涂層必須徹底清除，直至露出金屬光澤。尤其是與新水冷壁管對(duì)接的原水冷壁管焊縫附近，因?yàn)樵浔谝话愣紘娡窟^(guò)耐磨合金涂層，更應(yīng)打磨干凈，否則極易出現(xiàn)裂紋等缺陷。由于相鄰兩根水冷壁管間距非常小，一般在15mm左右，因此檢修時(shí)一定要準(zhǔn)備好直磨機(jī)和φ 100mm的角向式磨光機(jī)，以方便坡口內(nèi)、外部的磨削和清理。

4. 水冷壁管的組對(duì)

坡口清理合格以后方可進(jìn)行組對(duì)，組對(duì)時(shí)預(yù)留1.0 ～2.0mm 的間隙以保證焊透。應(yīng)避免間隙過(guò)小或過(guò)大，過(guò)小容易造成未焊透，過(guò)大填充焊縫金屬太多，焊后容易引起收縮而造成焊接應(yīng)力。組對(duì)時(shí)坡口形式如圖3 所示，其中坡口角度α=6 0°±5°，根部間隙b=1.0～2.0mm，鈍邊P=0.5～2.0mm，壁厚δ=5mm。

圖1 膜式水冷壁

圖2 鍋爐水冷壁管屏部件

圖 3

對(duì)口時(shí)應(yīng)保證管壁平齊，對(duì)口錯(cuò)變量≤0.5mm，＞0.5mm時(shí)應(yīng)割除重新對(duì)口。由于鍋爐水冷壁管開(kāi)始安裝時(shí)都是鍋爐廠預(yù)制好的管屏，而檢修時(shí)實(shí)際檢修更換的部位不一定都位于原來(lái)的同一塊管屏上，這就可能造成水冷壁管之間間隙不完全一樣的現(xiàn)象。當(dāng)中間鰭片寬度不合適時(shí)，應(yīng)由熟練的氣割操作人員割開(kāi)鰭片，以單根水冷壁管進(jìn)行對(duì)接。當(dāng)水冷壁管長(zhǎng)度截短造成組對(duì)間隙過(guò)大時(shí)，也應(yīng)重新截取水冷壁管重新組對(duì)。

組對(duì)水冷壁管時(shí)，定位焊的焊點(diǎn)不得存在裂紋、氣孔及其他缺陷，如發(fā)現(xiàn)缺陷必須徹底清除。在水冷壁管的端部必須采用彎曲半徑與原水冷壁管一致的管子，保證水冷壁管管排屏的形狀連續(xù)無(wú)突變，否則開(kāi)爐后膨脹量不一致，產(chǎn)生應(yīng)力極易開(kāi)裂。

5. 水冷壁管的焊接

施焊前為防止管壁上存在殘留水滴，可用割槍火焰略微烘烤一下或用氣體吹掃一下待焊部位。焊接時(shí)應(yīng)采用氬電聯(lián)焊或全氬弧焊焊接，氬電聯(lián)焊焊接參數(shù)如表1所示，全氬弧焊焊接參數(shù)如表2所示。

由于水冷壁管間距非常小，焊工應(yīng)使用細(xì)嘴氬弧焊槍進(jìn)行焊接，以防兩根水冷壁管之間間隙太小，粗嘴氬弧焊槍伸不進(jìn)去無(wú)法焊接的現(xiàn)象。焊接時(shí)采用短弧，焊槍盡可能與工件表面垂直，焊嘴與焊件間距離不超過(guò)10mm，應(yīng)提前送氣，滯后停氣，有利于氬氣對(duì)焊接熔池的保護(hù)。焊槍和焊絲可稍作橫向擺動(dòng)，保證坡口兩側(cè)熔透；同時(shí)，要控制好熔池溫度防止產(chǎn)生焊穿和焊瘤缺陷。收弧時(shí)將弧坑填滿，防止出現(xiàn)弧坑裂紋、縮孔等缺陷，收弧可采用減慢焊速多加焊絲法完成。每道焊縫需焊接兩遍，兩遍焊縫節(jié)點(diǎn)不能重合，第二次焊道的節(jié)點(diǎn)應(yīng)與第一層焊道錯(cuò)開(kāi)15mm以上。焊接第二道前要對(duì)第一道焊縫進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)應(yīng)立即消除，確認(rèn)沒(méi)有焊接缺陷后再進(jìn)行第二道的焊接。第二道焊完以后同樣仔細(xì)檢查。在接頭部位，要用磨光機(jī)打磨弧坑，將弧坑處的收弧裂紋和氣孔等焊接缺陷清除。打底層焊接完后，用磨光機(jī)或銼刀清除表面氧化膜。焊接時(shí)應(yīng)注意控制焊接電流和熱輸入不要太大，以防產(chǎn)生咬邊和燒穿等現(xiàn)象。焊工焊接時(shí)嚴(yán)禁在水冷壁管非焊接部位進(jìn)行引弧和打火，以免對(duì)水冷壁管造成損傷，嚴(yán)禁在水冷壁管上亂點(diǎn)亂焊。

具體焊接參數(shù)如下：焊接時(shí)爐膛內(nèi)部焊縫余高≤1.5mm，焊縫余高太高容易形成渦流，造成燃煤顆粒對(duì)焊縫突出部分沖刷磨損加劇的現(xiàn)象，前面的控制對(duì)口錯(cuò)邊量也是基于這一原因。施焊過(guò)程中如果產(chǎn)生了焊接飛濺，焊后必須打磨干凈。如果條件允許，盡量在白天進(jìn)行焊接，在夜間進(jìn)行時(shí)，應(yīng)保證充足的照明以便進(jìn)行檢查。

6. 焊后檢測(cè)與處理

焊接完成后，首先由施焊人員進(jìn)行自查，自查合格后由專業(yè)質(zhì)檢員進(jìn)行表面檢測(cè)，合格后進(jìn)行水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行耐磨涂層噴涂，部分部位還需要使用澆筑料進(jìn)行澆筑。質(zhì)檢人員對(duì)每次更換部位都要詳細(xì)記錄，并標(biāo)示出更換部位、更換長(zhǎng)度、施焊焊工，存檔備查。

7. 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管檢修的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于組對(duì)和焊接，另外前期準(zhǔn)備及焊后檢驗(yàn)處理也非常重要，扎扎實(shí)實(shí)地控制好以上幾個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于提高鍋爐水冷壁管的檢修質(zhì)量意義重大。

表1 氬電聯(lián)焊焊接參數(shù)

表2 全氬弧焊焊接參數(shù)