淺談鍋爐鋼結構制造過程中的質量控制

張俊強

（太原鍋爐集團，山西 太原 030021）

近年來，隨著我國電站鍋爐向高參數、大容量發展，而新技術、新材料在鍋爐鋼結構中的應用越來越多，鍋爐鋼結構技術得到了進一步的發展和提高。鍋爐鋼結構是鍋爐設備的重要組成部分，可分為支承式、懸吊式和半懸吊式等結構類型。構架中主要由梁、柱、頂板、護板、蓋板、平臺、樓梯、冷灰外殼等元件組成。其中梁和柱是最重要的受力元件。鍋爐構架承受本體載荷和其他載荷，本體載荷包括鍋筒及其內部設備，各種受熱面、集箱、剛性梁、管道、煙風道、閥門、爐墻、保溫材料、燃燒器、額定積渣、平臺樓梯、構架自重及有效載荷。其他載荷包括安全閥反沖力、額定爐內爆炸力、地震載荷、溫度影響的附加力、風載荷和雪載荷等。鍋爐鋼結構制造過程中的質量控制主要從以下幾方面進行控制：

1 材料要求

鍋爐鋼結構材料選用的基本原則是：安全、可靠、經濟、合理。鋼材的選擇既要確定所用鋼材的鋼號，又要提出應有的力學性能和化學成分，保證項目。若鍋爐鋼結構的材料選用不當，如材料強度不夠，會使鋼結構的承載力降低，影響使用功能或使其使用性能下降甚至威脅到整個結構的安全性。注重材料強度的同時又應考慮鋼材的受力特性，避免由于過分強調強度和質量等級導致的鋼材價格過高造成的浪費。因此，鍋爐鋼結構選用的材料要具有足夠的安全度，價格合理，以保證經濟的合理性及合理使用鋼材。

（1）制造鋼結構件的鋼材和焊接材料均必須有材料質量證明書（非原始質量證明書必須加蓋經銷單位的紅章）。

（2）根據JB/T3375標準的要求。型號≥25#的工字鋼和槽鋼，所有的16Mn（345）鋼板，用于制造板梁的翼板和腹板的鋼板必須進行入廠復試驗收。板梁一用鋼板拼接而成的大梁，常用的有Ⅰ、Ⅱ型結構的板梁。腹板即板梁中垂直位置的鋼板，翼板即板梁中水平位置的鋼板。

（3）所有的焊接材料均必須進行入廠復試驗收。

（4）需進行入廠驗收的型號≥25的工字鋼和槽鋼，所有的16Mn（345）鋼材，用于制造板梁的翼板和腹板的鋼板必須將材檢號移植到鋼材上（打鋼印）大于25#的型鋼，大于δ20鋼板需復檢報告，注明爐批號與質保書一致。

2 拼接要求

制造鋼結構的鋼材應盡可能不要拼接，如需拼接時應重點注意：

（1）需拼接時，應在下料前充分看清圖紙，認真排料，保證拼接焊縫之間的錯開距離或拼接焊縫與相鄰焊縫之間的錯開距離符合標準的要求：錯開距離應≥200。梁、柱或板梁上的拼接焊縫與托架或隔板的焊縫應錯開，錯開距離應≥100。

（2）型鋼拼接部位必須裝焊加強板，加強板的規格尺寸應按照有關標準的要求進行，加強板的裝配位置應對稱。

（3）型鋼的拼接部位應開坡口以利于焊透，加強板的覆蓋部位，其余部位應開型對稱雙面坡口（坡口角度一般采用32.57±2.5，鈍邊1±），坡口氣割面應修磨光滑。

（4）鋼板的拼接部位開型單面焊坡口，采用氣割成型的坡口應修磨光滑。

（5）拼接（包括裝配和焊接）應在梁柱組合前進行，即型鋼或板材單獨進行裝配（必要時可加裝引，收弧板），焊接并校正合格后再進行組合裝配。從而可以減少焊接應力。

（6）拼接應采用手工電弧焊的方法，焊接材料應采用堿性焊條，焊前應將待焊處的溶渣、油銹等污物清理干凈。

（7）型鋼拼接并加裝加強板時的焊接順序：先焊型鋼與加強板的定位焊，再焊型鋼拼接焊縫，后焊加強板與型鋼的角焊縫。

（8）拼接焊縫影響其他零件裝配時，應將拼接焊縫磨平。

3 裝配要求

（1）裝配前應確保型鋼與鋼板的扭曲度、旁彎度、直線度均已校正至符合標準要求。

（2）裝配前應將待焊處的油、銹等污物清理干凈。

（3）組合件中相鄰零件上的拼接焊縫錯開距離，梁和柱的裝配必須在平臺或等高定位架上進行，同一梁或柱的兩根型鋼基準端面必須對齊。注意型鋼長度，允許拼接的接頭數最短拼接長度。

（4）裝配時應將型鋼可靠固定，斷面尺寸符合圖紙和標準要求后裝焊工藝支撐，裝焊工藝支撐后應再次測量斷面尺寸。

（5）裝配時應確保間隙均勻，不得用金屬條或焊條填加到間隙中，蓋板裝配時應保證兩邊對稱，蓋板與型鋼應盡可能貼緊，貼緊間隙應小于2 mm。

（6）裝配定位焊（點焊）原則上應采用與焊接時相同的焊條，且與該焊縫的質量要求相同（應避免如咬邊等缺陷的出現）。

（7）冷作裝配過程中應隨時用直尺、角尺等量具進行測量，以保證裝配質量，梁、柱主體裝配，焊接并校正完畢后再裝配，焊接托架等。因托架焊接后必須進行二次校正，校正后總長度會收縮，因此托架的裝配位置線應考慮加放工藝余量。

4 焊接要求

（1）焊前應確保將待焊處的油、銹等污物清理干凈。

（2）選擇合理的焊接方法：優先選擇的順序為：埋弧自動焊，CO2氣體保護焊、手工焊。選擇正確的焊接材料，特別要注意345材料所用的焊接材料。

（3）選擇合適的焊接工藝參數，確保焊縫的熔深（焊縫內在質量的一個主要指標），保證鋼架的強度。引、收弧處的弧坑應填滿，該封焊的部位一定要封焊。

（4）對于對稱結構，應用兩臺焊機或兩名焊工同時對稱焊接，從而減少焊接變形。焊縫的外觀質量要求：焊縫的外形尺寸應符合設計圖樣和工藝文件的要求，對接焊縫的焊縫高度如低于母材應予補焊，角焊縫的焊腳尺寸不允許有負偏差，焊縫表面應為均勻的魚鱗狀，不得有裂紋、夾渣、密集氣孔和燒穿等缺陷。焊縫局部咬邊深度不得大于0.4 mm。保證焊縫總體的外觀質量，接頭部位應修磨平滑。

（5）焊后應及時將溶渣清理干凈，對局部不合格的焊縫應及時進行返修，未處理的不得往下道工序流轉。焊后應及時在焊縫附近的位置上打上焊工鋼印，以保證可追溯性。

5 校正要求

（1）為保證梁和柱的外形尺寸和幾何尺寸能符合圖紙及國家標準的要求，應對原材料、經拼接好的型材和鋼板、裝焊好的構件主體及已焊好托架的半成品分別進行校正，通過控制過程的外形尺寸來保證鋼架的制造質量。

（2）當采用火焰校正時，鋼材（碳鋼）的加熱溫度不允許大于900 ℃，對于用Mn16材料制成的構件采用火焰校正時應嚴格控制加熱溫度，其加熱溫度必須嚴格控制在720 ℃以下，且在加熱過程及冷卻過程中不得與水接觸，更不允許用水澆方式來加快冷卻速度。梁和柱校正后，其扭曲度、旁彎度、直線度必須符合標準的要求。

6 端面加工要求

（1）梁和柱的端面應采用端面銑進行加工，端面的垂直度偏差應≤2 mm。

（2）裝焊底板的立柱應先機加工需裝配底板的一端，以保證立柱與底板之間的垂直度；待托架裝焊好并校正結束后再銑加工另一端，以控制立柱的總長和立柱的端面幾何形狀。對于分段出廠的立柱應按圖紙要求開坡口，坡口必須修磨光滑，坡口角度偏差±2.5，鈍邊偏差±1 mm，蓋板與端面尺寸偏差0～4 mm。

7 影響鍋爐鋼結構油漆防腐質量的主要因素

（1）鋼結構表面處理質量、涂料品種的選用、涂層厚度及施工環境條件等因素對鋼結構的使用年限和安全程度都有重要的影響。合理地選擇防腐方案、防腐材料品種可以最大限度的提高鋼結構質量和經濟性。由于防腐涂料具有性能優異、制造方便、價格低廉等一些其他材料所無法比擬的優點，因此在選擇防腐措施時成為優先考慮的對象。隨著防腐技術的成熟，防腐涂料也必將得到進一步發展。在鍋爐鋼結構的設計中對鋼結構防腐必須充分的重視，合理地選擇防腐材料的品種，對鋼結構的制造、安裝、運行提出正確的要求，將大大提高鍋爐鋼結構的使用年限和安全程度。

（2）油漆前進行規格、型號、數量、幾何尺寸、平整度檢查，表面狀態漆膜應達到規定厚度，底、面漆涂漆間隔時間應達規定要求，且漆面均勻，避免掛流。先檢查除銹情況，再檢查涂漆情況，應達到標準要求。標識包括桿件號標識、大件重心標識及包裝后的掛牌標識，除銹應達到規定標準，不準殘留氧化皮。

鍋爐鋼結構質量控制是較為復雜的過程，在工作中需要綜合考慮以上各種因素，根據具體工程情況而定，鍋爐制造企業也應嚴控材料、拼接、裝配、焊接、校正、涂裝要求，在現場進度控制方面應采取各項具體控制措施和注意的問題，但只要有針對性的、切實有效的加工工藝，充分利用本單位的加工實際經驗，同時在加工過程中做好每一道工序的質量檢驗工作，把握住每一個質量控制點，主要是對本文幾個關鍵點的控制，從而進行鍋爐鋼結構全面系統的質量控制。

1 羅邦富.鋼結構設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1989

2 錢仲裘.工程設備監理——理論·法規·實務[M].上海：同濟大學出版社，2002

3 鄔海萍、李彥峰、李強.工程設備監理在重型機械行業中的運用和實踐[J].重型機械，2003（2）：1～3

4 《鋼結構設計規范》（GBJ 17－88）

5 《建筑防腐蝕工程施工及驗收規范》（GB50212－2002）