淺談鍋爐用焊接鋼管焊接開孔及檢驗技術問題

謝迪明

摘 要：鍋爐的主要工作是進行能量的轉換，我們向鍋爐投入的能量包括電能化學能等都蘊含在燃料中。而含有熱能量的蒸汽、高溫水等能量的有機載體則從鍋爐中輸出。我國的鍋爐主要用在生活和工業中。例如，火電站、船舶、機車和工礦企業等。隨著我國焊接鋼管的技術越來越高，人們把鋼管運用到鍋爐的開孔處的焊接，但是因為是新型技術、新型材料的運用，導致我國現在還沒有專業的技術規定、行業標準以及對鍋爐鋼管焊接開孔的檢驗驗收要求。本文通過對焊接鋼管的發展背景、鍋爐用焊接鋼管的質量和強度的探討來分析鍋爐用焊接鋼管焊接開孔的檢驗驗收要求。

關鍵詞：鍋爐；焊接鋼管；焊接開孔；檢驗技術；質量和強度

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A

伴隨著我國現代經濟的快速發展和人民生產生活水平的提高，人們對環境的保護越來越重視。我國的工業鍋爐量大、面廣、能源消耗量大，排放出大量的煙塵、二氧化碳、二氧化硫等污染物，因此給環境造成嚴重的污染問題。因此我國對工業鍋爐的環保節能問題十分看重，鍋爐用焊接鋼管作為新型的技術和新型的材料對鍋爐的節能減排有良好的作用，焊接鋼管還具有管壁均勻、可以根據不同的尺寸供貨、制造工藝簡單以及生產成本比較低等特點。但是鍋爐作為一個生產工具，我們要時刻注意它的安全性能，因此我們在用焊接鋼管焊接鍋爐開孔的時候，一定要注意自身的安全以及操作技術的規范，這樣才不會給自身和企業帶來生命和經濟的損害。

一、焊接鋼管技術的發展背景

我們想要進一步分析焊接鋼管用于鍋爐焊接開孔及檢驗技術的問題，就需要了解什么是焊接鋼管、焊接鋼管技術的發展背景等，這樣我們才能從根本上了解問題的本質，從而完善鍋爐焊接鋼管焊接開孔及檢驗技術要求。

1.焊接鋼管的制作過程及其特點

焊接鋼管又被稱作焊管，其制作過程為：首先用鋼帶或者鋼板利用外力彎曲變形，有圓形、方形等形狀，然后再焊接并且其表面有接縫的鋼管。焊接鋼管需要的原材料主要有鋼板和帶鋼。從制作過程可看出焊接鋼管的生產工藝比較簡單，生產的效率較高，規格品種多，設備需要的費用較少，但不足之處是它的強度要低于普通的無縫鋼管。

2.焊接鋼管的發展背景

自20世紀30年代以來，伴隨著檢驗和焊接技術的快速發展以及帶鋼連軋生產的進步，焊縫技術得到不斷地提高，焊接鋼管的品種規格如雨后春筍般日益增多，并且在不少的使用領域已經代替了普通的無縫鋼管。焊接鋼管有著比無縫鋼管成本低、生產效率高的優點。20世紀60年代我國研制出了用于中低壓鍋爐的焊接鋼管，到了90年代我國已經有鋼管企業開始生產用于中低壓鍋爐的焊接鋼管了，這些焊接鋼管將用于鍋爐的應用。2012年我國的焊接鋼管鍋爐行業也在穩定的發展中，因此在《鍋爐安全技術監察規程》中明確地把焊接鋼管作為鍋爐的鋼管用材。打破了原規程中不能用焊接鋼管只能用無縫鋼管的狹隘做法。從此在安全技術方面改變了我國一直沿用無縫鋼管的局面，因此我國將會加大焊接鋼管的發展力度，因為焊接鋼管將會給企業降低生產成本、生產工藝比較簡單，最重要的是焊接鋼管分著不同的型號。

二、鍋爐用焊接鋼管的質量和強度

1.鍋爐用焊接鋼管質量的相關要求

在沒有特殊要求的條件下，鍋爐使用的焊接鋼管是被允許其表面有氧化薄膜存在的，當然也可以利用熱軋型鋼帶進行加工。但是需要注意的是焊接鋼管的表面上不允許出現錯位、裂縫、燒傷、結疤、壓痕、和毛刺等毛病。焊接鋼管制作允許有誤差，但是誤差的范圍不超過壁厚允許負公差的其他缺陷存在。相對于普通焊接鋼管，鍋爐用焊接鋼管的質量要求要更高。具體表現為：鍋爐用焊接鋼管需要用光亮的冷軋鋼帶卷為原料或鋼管拋光處理這樣其表面光亮而且無氧化。鍋爐用焊接鋼管不允許外毛刺的過多存留，其殘留高度的不能超過+0.15-0.20mm-0.05mm。為了保持表面的光潔度，退火和正火熱處理必須在有保護氣體下進行。

鋼管必須保證工藝性能這是為了鍋爐用焊接鋼管達到鍋爐開孔焊接的技術要求和使用性能的需求。同時規定焊接鋼管必須進行壓扁試驗、彎管試驗、擴口試驗等。鍋爐用焊接鋼管技術要求和取樣頻次都高于普通的焊接鋼管，這在技術指標標準和相關協議中已明確規定。

2.鍋爐用焊接鋼管的強度要求

鍋爐用焊接鋼管通常在承受一定壓力或受力條件下的結構件中使用，故對焊接鋼管的力學性能的要求較高，根據焊接鋼管在焊接和成形的過程中往往產生少許的應力和硬化，所以鍋爐用焊接鋼管的交貨狀態根據所要求的不同可以劃分為三大種類。

未經熱處理冷加工后的焊接，可以進行一定范圍的冷加工，深層次表現就是其屈服強度提高了。

經熱處理的退火狀態焊接定徑，可以最大化地消除冷加工硬化和焊接應力，這樣就可以進行多種冷加工。

經正火熱處理的正火狀態焊接定徑以后，不僅消除了焊接應力和冷加工硬化，而且改善鋼管的力學性能，改變金屬組織結構，深度細化了晶粒。用戶可以提出多樣的交貨狀態根據自己的使用要求。目前為止，我國焊管企業只有極少數工廠擁有熱處理設備，不管是在線或者離線的設備，只有一部分工廠配有在線焊縫熱處理設備，整體而言，可以消除焊接應力，改善了焊縫區域的金相組織鋼管仍然是冷加工狀態。

三、鍋爐用焊接鋼管焊接開孔及檢驗技術要求

1.鍋爐的管孔不應該開在焊縫上

鍋爐的集中下降管是鍋爐的重要的承壓部件，管孔的直徑是比較大的，如果把它開在焊接縫上，容易給整個鍋爐造成安全隱患。因此，設計人員在設計鍋爐管孔的時候，需要避開鍋爐的集中下降管的焊縫位置。

其他的焊接管孔也要避開焊接縫，而且還要避開高熱影響區域。如果設計人員設計在承壓部件上開孔的話，將會直接給筒體結構遭到連續性破壞，導致管孔周邊的作用力迅速集中，從而削弱了鍋爐筒體結構的承載能力。眾所周知焊縫是接受壓力最小、最薄弱的部位，如果在這薄弱的部位在開焊接鋼管管孔，無疑是加重了焊縫的應力集中，從而給鍋爐筒體結構帶來大的安全危害。

2.不可避免在焊縫上開管孔應該注意的事項

設計必須在焊縫上開焊接鋼管管孔時，必須要用射線和超聲檢測的方式來檢測鍋爐焊縫是否是合格的，如果是合格的我們才能開孔，在開孔后焊縫在開孔邊緣不能出現夾渣等焊接缺陷。然后再用焊接強板覆蓋焊縫，并磨平。焊接接頭采用的是全焊透結構。

在相鄰的兩個筒節上的螺旋焊縫和直焊縫不能彼此相互連接，因為在焊接縫隙的時候，我們需要在焊縫連接處起弧和收弧，這樣對焊縫的質量將會產生影響。焊接焊縫的時候還要重要一點就是，在主要的焊縫及臨近的區域不能焊接附件。因為主要焊縫上已經形成殘余應力，如果再在上面焊接附件，就使殘余應力重復疊加，嚴重時就會導致只要焊縫開裂，影響整個鍋爐的安全性能。

結語

鍋爐用焊接鋼管焊接開孔及檢驗技術問題雖然都是細節問題，但是它卻關系到整個鍋爐整體的安全性能。因此，我們更應該從細節入手，認真對待焊接鋼管焊接開孔及檢驗要求，保護好工作人員及企業的人身及財產安全。

參考文獻

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