工業(yè)鍋爐的常見修理方法及注意事項

李斌 占剛

（安徽省特種設(shè)備檢測院，安徽 合肥230051）

近年，隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的迅速發(fā)展,鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)上的地位越來越重要，而鍋爐系統(tǒng)在運行過程中會導(dǎo)致受壓元件發(fā)生損傷，修理方法選擇不當(dāng)?shù)脑挘厝粫纬蛇\行隱患。因此，工業(yè)鍋爐的修理方法進行必要的分析對鍋爐系統(tǒng)安全運行具有重要意義。

1 修理方法

工業(yè)鍋爐的修理一般是指鍋爐受壓元件的維修，常見的修理方法包括鍋爐補焊、堆焊、挖補、復(fù)位等。

1.1 補焊

工業(yè)鍋爐補焊即是對受壓元件局部的較輕的裂紋缺陷進行處理，確保采用補焊工藝可以保證維修質(zhì)量。在工業(yè)鍋爐維修前，維修單位應(yīng)通過無損檢測方法了解裂紋缺陷的走向、長度和深度，焊縫在補焊前必須將裂紋缺陷消除，焊縫表面平整并顯示出金屬光澤，而對于鋼板邊緣延至內(nèi)部裂紋或者鋼板中間裂紋，可采用單向焊法或步退法焊接，補焊后應(yīng)將焊縫加強磨平，防止由于應(yīng)力集中導(dǎo)致再產(chǎn)生裂紋。在工業(yè)鍋爐補焊過程中，維修作業(yè)人員應(yīng)注意焊接處由于冷卻收縮所引起的焊接內(nèi)應(yīng)力所產(chǎn)生新的缺陷，須注意材料的焊接工藝，焊接時的環(huán)境溫度，對于低強度鋼可采用預(yù)熱的方法進行補焊，以免發(fā)生變形，而對于未穿透的坡口加工，焊接時可采用步退法焊接工藝，必要時仍應(yīng)采用預(yù)熱的方法，每層焊接的接頭不應(yīng)重疊在一起，焊接后的熔渣須及時清除干凈，焊后焊縫表面應(yīng)不允許有弧坑、夾渣、咬邊、氣孔存在，更不能產(chǎn)生裂紋，補焊后須進行無損檢測是否合格，同時須將高于材料表面的焊縫金屬磨平。

1.2 堆焊

工業(yè)鍋爐堆焊是將熔化的焊條在零件磨損或腐蝕的表面上熔敷上一層或多層金屬的作業(yè)方法，該工藝適用于維修鍋爐部件大面積磨損、腐蝕破壞或補償較大的尺寸偏差來恢復(fù)零件原有規(guī)格參數(shù)，同時在工業(yè)鍋爐修理過程中，堆焊方法是一種極其常見的手段，比挖補、更換等相比，該工藝具有操作簡單、方便、費用少等優(yōu)點。工業(yè)鍋爐在堆焊維修前應(yīng)將部件材料表面及坡口處的鐵銹、油污、水分等清除干凈，露出材料金屬光澤，堆焊時采用分段多層堆焊法或逐步退焊法，并依據(jù)施焊鋼質(zhì)材料的強度等級和各種接頭型式選擇相應(yīng)等級牌號的焊條，同時應(yīng)考慮母材強度等級與焊條強度等級相匹配和不同藥皮類型焊條的使用特性，以及考慮物件工作條件及受動載荷、高應(yīng)力、形狀復(fù)雜、剛性較大等因素，須選用抗裂性能和沖擊韌性好的低氫型焊條，預(yù)熱時應(yīng)滿足部件材料和焊條確定的預(yù)熱溫度。

1.3 挖補

工業(yè)鍋爐挖補就是指受壓元件上產(chǎn)生腐蝕、裂紋、鼓包變形等嚴重缺陷，且變形程度較大、損壞嚴重，其損傷程度不允許用補焊、堆焊等比較簡單的方法維修時，可以采用挖補方法進行修復(fù)處理，挖補工藝是工業(yè)鍋爐受壓元件嚴重缺陷修復(fù)的重要手段之一，若鍋爐損傷到連挖補修理都不能正常使用時，那只能報廢或更換鍋爐。工業(yè)鍋爐挖補操作工藝方法是先把損壞部位挖掉，用材料特性相同，厚度相等的鋼質(zhì)材料，制成所要來的挖補修形狀，補焊在被挖掉的部位，恢復(fù)鋼材原有的使用特性。該方法是通過將補板放在鍋爐受壓元件被挖掉的空位上，調(diào)整其周圍間隙，將補板點焊在固定位置，實施焊接時通過鍋爐受壓元件挖補一角用步退法焊接相鄰的間隙較大的兩邊，然后將兩鄰角火焰加熱的方法減少焊接后的內(nèi)應(yīng)力，此定位固定方法操作比較方便，適用于補板較小的挖補，而采用弧板或臨時角鐵裝配定位方法可以減少焊接內(nèi)應(yīng)力，同時冷卻收縮會使兩邊的焊縫間隙比較接近。工業(yè)鍋爐鍋筒挖補不得使用氣焊焊接方法，焊接裝配時不得強制組合，可以采用局部加熱進行校正施工，同時使用焊條、施焊的環(huán)境溫度、坡口尺寸都應(yīng)按照相關(guān)技術(shù)要求進行，焊接操作應(yīng)由具有經(jīng)驗豐富、持證上崗的焊接人員來完成，補焊后焊接質(zhì)量要進行認真進行焊縫外觀檢查，并要對施工焊縫進行無損檢測檢查，通過做水壓試驗來檢查維修質(zhì)量，確保工業(yè)鍋爐受壓元件安全運行。

1.4 復(fù)位

鍋殼式鍋爐的爐膽、管板、平板由于局部過熱等原因引起鼓包，凹癟(向內(nèi)鼓包)時，在一定范圍內(nèi)可采用頂壓復(fù)位的方法進行維修處理，頂壓復(fù)位修理方法可分為冷頂壓和熱頂壓兩種方法。頂壓復(fù)位修理方法具體適用于鍋爐爐膽局部過熱造成的凹凸鼓包變形，當(dāng)筒壁減薄量超過20%原壁厚度，有過熱，裂紋學(xué)嚴重缺陷時，不能采取頂壓復(fù)位的方法修理，以及鍋筒的鼓包變形一般不宜采用頂壓復(fù)位的修理方法，應(yīng)采用挖補修理；變形部位及附近發(fā)現(xiàn)有裂紋或過熱燒損現(xiàn)象時，不論其變形量大小，都不能適用頂壓復(fù)位維修方法，必須采用挖補進行修理或更換。對于臥式爐膽復(fù)位修理后，為了加強復(fù)位部位的穩(wěn)定性，應(yīng)在爐膽水側(cè)焊上加強環(huán)，燃煤鍋爐可以采用半圓形加強環(huán)，燃油、燃氣鍋爐爐膽外側(cè)的加強環(huán)應(yīng)適用圓形加強環(huán)，變形元件被頂壓復(fù)位后，不得有裂紋，不得有壓痕，防止修復(fù)后再損壞，復(fù)位部件修理工藝技術(shù)要求高，必須由熟練作業(yè)人員進行操作。

2 注意事項

工業(yè)鍋爐補焊、堆焊、挖補、復(fù)位等修理過程中，有很多需要的注意的問題，主要有以下幾個方面：

2.1 在對鍋筒須進行焊補修理時，要制訂合理可行的補焊工藝(如焊材的選用、焊接工藝、預(yù)熱層間溫度、消氫處理及消除應(yīng)力熱處理規(guī)范的制定等)，制訂合格的補焊技術(shù)方案；

2.2 補焊之前，作業(yè)人員宜采用機械方法消除缺陷，嚴禁用火焰切割，且應(yīng)盡量少割除修復(fù)部位的金屬材料；

2.3 工業(yè)鍋爐受壓部件裂紋或缺陷被消除后，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臒o損檢測方法進行質(zhì)量檢驗；

2.4 鍋筒的補焊維修須由經(jīng)焊接作業(yè)考試合格的焊工按規(guī)定焊接工藝進行過模擬試焊，并達到技術(shù)要求的焊工進行作業(yè)；

2.5 焊接作業(yè)前，焊接設(shè)備電流表、電壓表、氣體流程計量等儀表校驗合格方可進行使用；

2.6 焊接材料的質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的要求，且焊接材料的選用須依據(jù)母材的化學(xué)成分和機械性能、焊接材料的工藝性能以及使用性能等綜合性進行確定，焊接時需要預(yù)熱等；

2.7 工業(yè)鍋爐受壓元件焊接后須消除應(yīng)力熱處理，宜采用整體熱處理，也可采用局部熱處理，且熱處理的升、降溫過程和恒溫過程中，加熱范圍內(nèi)任意兩點的溫差，不得超過50℃；

2.8 焊后熱處理完畢后，應(yīng)該將補焊區(qū)域表面打磨至與周圍金屬基本齊平，然后選擇合適的無損檢測方法和理化檢驗，必要時再進行金相檢驗以及消除殘余應(yīng)力，從而保證焊接質(zhì)量，且金相檢驗的合格標準是在母材、焊縫區(qū)、熱影響區(qū)無任何裂紋缺陷，無過燒組織現(xiàn)象等，硬度檢驗的合格標準是熱處理后焊縫區(qū)、熱影響區(qū)金屬的布氏硬度達到相關(guān)的規(guī)范要求，當(dāng)檢驗結(jié)果超過規(guī)范規(guī)定值時，需查明原因，及時采取必要措施；

2.9 鍋筒修復(fù)工作完成后，修理部門應(yīng)會同使用部門對焊補質(zhì)量進行驗收，驗收合格并經(jīng)雙方負責(zé)人簽字，以及經(jīng)過檢驗檢測機構(gòu)驗收后，方可正常投入運行；

2.10 工業(yè)鍋爐受壓元件維修處理過程中，有關(guān)檢驗、評定和處理各項工作的技術(shù)資料整理妥善保存。

結(jié)束語

在工業(yè)鍋爐受壓元件修理過程中，設(shè)備使用單位須選擇具有相應(yīng)維修資質(zhì)和條件的修理單位，同時應(yīng)加強維修單位在施工過程的質(zhì)量控制，杜絕亂用材料和無證施工，確保鍋爐修理達到預(yù)期效果。因此，選擇合適的工業(yè)鍋爐受壓元件的修理方法可以有效地延長鍋爐使用壽命，對實現(xiàn)整個鍋爐系統(tǒng)長期安全運行具有重要意義。