焊接及热处理施工

焊接及热处理施工

1.工程概况

国电泰州发电有限公司一期2×1000MW机组工程锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界参数变压运行、带中间混合集箱垂直管圈水冷壁直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用八角双火焰切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉、露天布置燃煤锅炉。型号为：HG-2980/26.15-YM2。

汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限公司与日本东芝联合设计制造，型式为超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式，型号为CLN1000-25.0/600/600。发电机为哈尔滨电机有限责任公司和日本东芝联合设计制造的水氢氢冷、静态励磁发电机，型号为LCH。

2.焊接工作量及焊接特点

2.1主要焊接工程量

还有极个别是首次施工的钢种或规格，这就使我们的焊接难度增大，为此在贯穿整个工程中，我们着重抓了以下几个方面的管理。

3.焊工管理

3.1资质审查

本单位焊工经焊接培训中心培训合格后经现场岗前考核后才允许上岗。分包单位焊工实行审查其焊工合格证原件，保留复印件备查。如发现假证，对持假证者清退出场并给予重罚，证件审查后焊工也必须经现场考核合格后才可上岗，并在施工过程中随时接受检查。

3.2焊工培训、考核

开工初期机炉工地就专门在公司焊培中心为A335P92焊接专门培训了14名Ⅰ类焊工。焊工在焊接受监焊口前，根据业主要求所有焊接受监焊口的焊工均参加了由业主、监理、特检院参加的现场监督考试，考试经表面验收合格后，再进一步做无损检测，合格后方才允许正式施焊。

3.3人员配备

在本工程中，焊接专业配备4名专职质检人员，工程科1人，机炉工地2人，金结公司1人；焊接专业专工、技术员共5人；机炉、电控工地配备焊工260人，其中高压焊工176人；金结、建筑工地配备焊工30人。

4.机具配置与材料用量

4.1主要机具配置

热处理控制柜共有7台，3台布置在炉顶，1台布置在炉前50米平台层，1台布置在炉前33米平台层，1台布置在锅炉组合场，1台布置在汽机房17m层。

4.3氧乙炔布置

为了保证焊接与切割工作的安全和方便，提高施工现场安全文明施工管理水平，全场氧乙炔气采用气瓶集中供气。

5.主要施工方案及工艺措施

5.1水冷壁系统焊接及热处理工艺

水冷壁主要采用全氩工艺，只有底部三叉管与集箱对接的焊口采用单氩。水冷壁材质为15CrMoG,,规格∮28.6×5.8,其焊接工艺相对比较简单.采用氩弧焊打底,打底层厚度 2.5-3mm,中间填一层,厚度2.5-3vmm,最后薄薄盖一层面.应该注意的是中间层必须要填,这样既保证强度,又能使焊缝便表面成型好,焊缝饱满；尤其是横焊口,如果不填层焊缝容易往下塌陷。

热处理要求：焊接前适当预热即可，焊后抽样检查焊缝硬度合格。

包墙主要采用氩弧焊打底电焊盖面的方法。包墙材质为15CrMoG，前包墙、侧包墙规格∮38×9，后包墙规格∮42×11.5。包墙的焊接工艺也比较简单，采用氩弧焊打底，打底层厚度3mm左右，填充采用∮2.5的焊条，填层厚度3.5-4.0mm，然后采用∮3.2的焊条盖面，用∮2.5的焊条也可。横焊焊口盖面需焊接两道。

包墙热处理：前包和侧包墙焊接前适当预热，焊接后缓冷；后包墙焊接后需要采用电加热进行处理，使用定制加热器或6片一组串联的单片小加热器处理；采用两点测温，升温速度300℃/h，670-700℃恒温0.5小时。其他相关参数按照规程要求执行，热处理后抽样检查焊缝硬度合格即可。

低温再热器，低温过热器、顶棚过热器、省煤器等其焊接工艺和热处理工艺与水冷壁系统的焊接工艺类似，工艺相对简单和成熟，这里不再赘述。值得注意的是，低温再热器管子直径为∮63.5×3.5，因管径相对大，壁厚薄，焊接过程注意控制表面成型，焊缝表面适当加宽，增高小一点，这样才美观；另外一定要注意清洁坡口和检查氩气纯度，一旦有气孔，必定返修。

5.2屏式过热器的焊接及热处理工艺

前屏过热器共有两道焊口，一道是散管与联箱接，另一道是管排与散管接。前屏进口材质为15CrMoG，此焊接工艺和热处理工艺同后包墙，此处不再介绍。前屏出口材质为T91，后屏过热器材质也是T91，所以放在一起介绍。其具体焊接工艺参见《焊接工艺卡（一）》。两者焊接位置相对较好。焊后热处理工艺参见《热处理工艺卡（一）》。热处理采用定制的履带式加热片，处理效果不是很理想，有部分焊口硬度超标，重新返工后才合格。

5.3高温过热器的焊接及热处理工艺

高温过热器进口材质为T91，上面已经介绍过，这里不再介绍；高过出口材质为T92，我公司首次接触该材料的焊接，其焊接工艺详见《焊接工艺卡（二）》。T92的焊接工艺与T91的焊接工艺类似，只是在温度控制和线能量控制上更加严格。焊接前进行了充分的练习，发觉T92的焊接性能略好于T91。本工程采用蒂森牌焊接材料，因该焊材采用高合金钢芯，所以焊接电流选择要适当，电流高则焊条焊接到一半时，焊条后半根钢芯发红、药皮脱落，低则容易造成未融合。

高过管排每排有16根管子，加之管排与管排之间的距离比较小，中间的几根管子焊接时相对比较困难，所以对口焊接必须从中间开始向两侧一根一根焊接。

高温过热器的热处理工艺见《热处理工艺卡（二）》。其加热方式也是采用履带式加热片覆盖在管排两侧进行，处理效果同样不太理想，而T92的焊缝硬度要求在250HBW以下，所以要考虑加长恒温时间和增加加热和保温宽度来达到目的。

5.4高温再热器的焊接工艺

高温再热器材质为SUPER304，也是我公司首次接触到。其焊接工艺参见《焊接工艺卡（三）》。该材料的焊接有两个需要注意的地方，一是在焊接前一定要把覆盖在坡口上的氧化层彻底打磨干净，而且最好是打磨好就立即对口焊接。如果氧化层留在坡口上，就很容易出现未融合，当时可能感觉不出来，但是经过拍片检验，底片上就会出现很明显的未融合。二是该焊口焊接时充氩存在问题，只能从坡口处进行充氩，最后收口因氩气保护效果不好，很容易出现局部的氧化和未融合。为避免充氩带来的不利，可以考虑采用免充氩保护剂进行焊接，但必须要进行适应性练习。高再焊接时最好能用湿毛巾裹在焊缝两侧以加快冷却速度，注意要使用纯净水。

5.5主蒸汽管道及热再管道焊接及热处理工艺

主蒸汽管道及热再管道材质都为P92，以主汽为例，其焊接工艺参见《焊接工艺卡（四）》，热处理工艺工艺参见《热处理工艺卡（三）》。一只主汽焊口从预热开始到焊接热处理结束至少需要四天时间，

就其焊接过程也需要两天半，尽管是一次成型，但分了三次焊接，所以在下次焊接前一定要确认焊缝是否存在裂纹。热再焊接需要2天，一次成型分两次焊接。主汽热再的焊缝硬度同样要求在250HBW以下，对于主蒸汽管道，在765℃恒温14小时，加热片宽度要在理论计算宽度基础上每侧加100mm，保温宽度更是要在理论计算值每侧加500mm，这样才能满足要求。热再管道因管径大，热量不易聚集，所以造成30%左右的焊缝硬度超标而返工，有的甚至处理4遍硬度还在280HBW左右。针对以上情况，本人分析认为：尽管焊后按照规程要求进行了热处理，但其硬度值仍然偏高，其原因和焊前预热存在一定的关系。预热温度在要求范围内适当高一点，则焊后热处理的效果就好一点。所以一定要确保预热温度在250℃左右才能开始采用电焊焊接；打底温度则需要在150℃左右。热再的热处理保温和加热宽度应该以理论计算值乘以3倍来处理。恒温温度也需要达到14小时左右。这只是做分析，未做实验，是否能达到效果还待进一步验证。

5.6中联门焊接及热处理工艺

中联门材质为日本材料，相当于P91，但因其与中压缸相连，其焊接及热处理工艺与正常管道的热处理工艺有所差别。具体焊接及热处理工艺参见焊接工艺卡（五）及热处理工艺卡（四）。日本厂家提供了中联门的焊接工艺，但此热处理工艺存在一定的问题，即焊后热处理恒温温度只有710℃，这显然与规程规定的760℃恒温有比较大的差别。实践证明按照日本方提供的热处理工艺处理后，焊缝硬度在300HBW以上（从电建三公司那里了解到了这种情况，后来他们私自采用760℃恒温重新做了热处理）。根据本人的经验，将热处理温度提高到730℃恒温9个小时，热处理后硬度值在280HBW左右，完全符合规程要求。

5.7过热器连接管及导汽管道焊接及热处理工艺

过热器连接管及导汽管道材质都为P91，其焊接及热处理工艺都为大家熟悉，这里以导汽管为例进行介绍。其焊接工艺见《焊接工艺卡（六）》，热处理工艺见《热处理工艺卡（五）》。P91超厚壁管（壁厚≥70mm）采用两次成型，第一次焊接到25mm左右，经去氢处理后进行射线检验，合格后进行第二次焊接。

5.8高压给水管道的焊接及热处理工艺

高压给水管道材质为WB36，目前电厂几乎所有的高压给水管道全部采用这种材料，所以其焊接及热处理工艺也为大家所熟悉，其焊接工艺就不再介绍。但因其使用的焊接材料不同而其热处理工艺也有所差别。本工程采用曼彻特焊材，焊材质量保证书上无特殊要求，所以按照规程制订了热处理工艺，具体热处理工艺见《热处理工艺卡（六）》。

另外启动锅炉管子与锅筒的管板焊接工艺也是比较普遍，只是一定要注意仰焊位置焊接时焊条角度要偏向板材，最好能够分三道焊接，一道侧向板材，一道侧向管子，在两道中间再压一道。启动锅炉水压时出现仰焊缝渗漏主要是焊缝与锅筒未融合引起的，在今后的工程中一定要加以重视。

斗轮机轨道为工字型轨道，采用焊接方式进行连接，焊接采用堆焊的焊接方法，焊接前要注意预留变形量，并且要适当预热，温度控制在100℃为好，第一层焊接时需要采用一块小钢板衬垫在间隙底部，然后一层一层进行焊接，焊接结束用保温棉覆盖缓冷。

本工程主要的焊接及热处理工艺就是以上十项，其他如P11、P12、12Cr1MoV、20G等就不一一介绍，