在百萬塔式鍋爐安裝過程中如何提高鏡面焊接質量，保證鍋爐安裝的高效推進

馬驍

摘要：在超超臨界火電機組塔式爐安裝過程中，由于組件管排數量大，管排節距小，焊口的局部位置肉眼無法觀察到，給焊口的焊接帶來了意想不到的困難。必須采用特殊的“鏡面焊”焊接方法進行焊接。通過研究鏡面焊工藝，制定了專門的鏡面焊焊接操作培訓方案，利用設計制作的專用鏡面焊練習模擬架、焊接專用鏡對焊工進行鏡面焊焊接培訓，使之掌握肉眼無法觀察到焊口的焊接方法，保證焊口優良的內在質量、外觀質量。同時優化組合焊接順序，提高工作效率，縮短塔式爐的安裝工期，解決塔式爐的安裝速度慢的關鍵問題。

關鍵詞：塔式鍋爐;鏡面焊;檢測

一、工程概況

某電廠工程蒸汽參數高，鍋爐出口蒸汽參數為高，廣泛采用A335P11、A335P22、T/P91、T/P92、A691 1?Cr CL22、15NiCuMoNb5-6-4等進口材料，焊接技術要求高，熱處理時間長，百萬塔式鍋爐受熱面管排密集，焊接操作空間狹窄，需要使用鏡面焊接技術。百萬塔式鍋爐機組大口徑厚壁管焊口數量多，特別是P92大口徑厚壁管焊口數量多，焊接、熱處理工藝要求高。

二、施工過程

水冷壁系統、再熱器、過熱器系統采取地面組合與鍋爐安裝相結合方式進行;省煤器蛇形管排在地面組合后整體吊裝，上集箱和下集箱在鍋爐安裝，安裝過程中根據現場實際情況采取2組4名焊工同時施工，每組兩名焊工同時分布于散管上下端，同時組對，要注意錯口現象的發生;過熱器、再熱器蛇形管排組合均采取地面組合，集箱散管鍋爐安裝;過熱器、再熱器T91、T92焊口必須當天一次性焊完整排焊口，以利于熱處理整體完成，同時，同一片管屏上道焊口熱處理未結束不允許施焊下道焊口，以免移動管屏造成熱處理缺陷的產生。

百萬塔式鍋爐部分焊口的局部位置肉眼無法觀察到，采用以往常用的焊接方法在該位置無法施焊，只能采用鏡面焊法，這一工藝改變了焊工的視覺，影響了工程進度并使焊接質量難以保證。為此，根據工作量培訓了一批熟練掌握鏡面焊技術的焊工。 根據不同的熱處理特點，制作了一批專用的熱處理加熱器。

焊接順序：分別從爐左和爐右兩側往鍋爐中心焊接。在焊接每一排焊口時，待焊焊口靠近已焊好的管排側地從仰焊至立焊位置這一段焊縫，在層間填充焊接時肉眼無法觀察到，必須采用鏡面焊。當焊接位置由左右兩側焊至鍋爐中心，剩下最后若干排時，此時焊接順序改為由下往上焊接，鏡面焊的焊縫長度最長，焊口在焊縫的鏡面焊區域，即從立焊至仰焊至立焊為鏡面焊區域，因此難度也是最大的。這些焊口焊接時，焊工只能蹲在或俯臥在管子上，通過鏡面焊完成焊口的下半部分。 鏡面焊焊接工藝方法的使用，在開工前應進行與實踐條件相適應的模擬考試。經項目部、專業監理工程師見證檢查符合要求后方可進行正式焊接工作。

三、質量控制

（一）受熱面焊口的坡口宜采用機械加工的方式，嚴禁采用氧、乙炔火焰切割下料或制備坡口。

（二）焊件組裝前必須將焊口表面及附近10-15mm范圍內的母材內、外壁的油、漆、垢、銹等清理干凈，直至發出金屬光澤。

（三）焊件對口時必須做至內壁齊平，如有錯口，其錯口值不得超過壁厚的10%，且不大于1mm。

（四）所有參加焊接作業人員必須由通過特種設備和電力行業焊接操作技能考核，并取得作業人員資格證。異種鋼對接、一側為合金鋼時，應由合金鋼考試合格的焊工擔任。凡與爐本體管子（道）焊接有關的焊縫應由考試合格證的焊工擔任。

（五）小徑薄壁管點固焊時，可在坡口內直接點固，點固焊不少于2點;并以肉眼檢查，確認無裂紋等缺陷后，方可繼續施焊。

（六）施焊中應特別注意接頭和收弧的質量，收弧時應將弧坑填滿，多層多道焊的接頭應錯開。

（七）鎢極氬弧焊打底的根層焊縫檢查后，應及時進行次層焊縫的焊接，以防止產生裂紋。多層多道焊應逐層進行清理、檢查、經自檢合格后，方可進行次層焊縫的焊接，直至完成。

（八）嚴禁在被焊工件表面引弧、試驗電流或隨意焊接臨時支撐物，高合金鋼表面不得焊接對口用夾具。

（九）所有拼縫、鐵件均由合格焊工擔任，飛濺、藥皮、焊渣等焊后須清理干凈。

（十）重視焊口點焊工藝及點焊質量，保護好坡口面。

（十一）焊接操作時嚴格執行焊接工藝卡中的工藝規范，控制焊接線能量的輸入。

（十二）所有根部氬弧焊封底的焊口，打底焊縫均采用填充焊絲的方法，杜絕無間隙對口和不加焊絲封底的現象。

（十三）氬弧焊封好底的焊口應即刻進行次層焊接和蓋面，所有的焊口應該一次焊完，嚴禁留待第二天再進行蓋面。

（十四）封底焊縫中有氧化性夾雜物的缺陷時，不能依賴電弧焊蓋面時的熔融來消除，也不用氬弧焊反復熔融，而是必須用有效的工具將相關的缺陷消除后才可進行下層焊道的焊接。

（十五）根據焊口的合金含量和焊口的壁厚嚴格執行焊前預熱和焊后熱處理工藝，對某些焊后需要緩冷的焊口焊后應采取包纏保溫棉的方法來降低冷卻速度。

（十六）熱處理施工現場搭設臨時工棚，能防風、防雨，熱處理時管子的二端要封閉，以避免穿堂風的冷作用，待工作完成后，兩端的封閉才能拆除。

（十七）整個焊后熱處理過程應采用自動溫度記錄儀進行記錄并將記錄紙編號并存檔。

（十八）對某些合金含量較高的焊口由于不可預測因素，確實不能進行及時熱處理的必須要按照規程的要求進行后熱處理。

（十九）熱處理作業必須在確認焊口焊接完成并經自檢和專檢合格后，焊口無損檢驗合格前及時進行。

（二十）已經局部熱處理的焊口，如經檢驗，發現有超標焊接缺陷，需進行局部返修（返工）挖補時，補焊后應按工藝重新進行熱處理。

四、質量問題防治

焊接過程中，由于多種原因，在焊接接頭產生焊接缺陷。根據各個工程焊接情況的統計，常見缺陷有以下幾種：裂紋、未焊透、氣孔、夾渣、內凹、咬邊、弧坑、過燒。無論哪一種缺陷，都具有一定的危害性--引起應力集中、降低焊縫強度、縮短構件使用壽命，直接造成脆斷和爆管。因此，必須提高焊工技術水平、加強焊工職業道德教育、強化全員質量意識、做好焊接過程監督工作、嚴格焊后檢查、檢驗制度，最大限度地將缺陷的數量減少。

五、施工難點

（一）集箱口間距較小、爐膛穿墻管鏡面焊焊口數量大

一級過熱器進口：材質12Cr1MoVG，兩排管組間距離小，每排管組由多根管子組成，管口與管口間距離近，焊口數多;穿墻管間距小。

二級過熱器進出口、一級再熱器進出口、省煤器進出口等出需要采用鏡面焊技術，金屬檢測因管排距離較小，難度大。

（二）任務量大，工期緊張，金屬探傷與各工種作業時間沖突

塔式爐受熱面安裝必須按從上到下的順序施工，不能像π型鍋爐前后爐膛同時施工，一般塔式鍋爐參檢焊口預估共計8萬只，水壓前焊口需要在短時間內檢測完成，焊口施焊高峰期，吊裝安裝、焊接、熱處理、架業等作業與金屬檢測的作業時間矛盾非常突出。

六、解決措施

針對工期緊、任務重的特點，要做好統一指揮、統籌規劃。

（一）統籌規劃

集箱口先做100%超聲，射線檢測采用“先內后外”的方法，在工期緊任務重的前提下，首先保證焊口的質量。

對于集箱口排口，靠外的焊口射線檢測拍攝較容易，可以選擇X射線機和γ射線;靠內的焊口射線拍攝較麻煩，只能選用γ射線，但一旦有返工口，因管排的密度太大，造成無法返工，因此對于管排內有返工口的管排射線拍攝尤為重要，而現場檢測高峰時期有多點集箱同時施工，而管排內排拍攝是射線拍攝優先的重點，返工口和補口的拍攝更是重中之重。

（二）相控陣超聲的應用

為工程節約了工期，鏡面焊焊口采用相控陣超聲檢測。項目應采用相控陣與射線、超聲相結合的方法，相控陣在檢測任務中承擔的任務巨大，不僅要求項目給于高度重視，對于相控陣檢測人員也是一個巨大的挑戰。采用相控陣超聲檢測技術對焊口進行預檢，不僅可以保證質量，同時可以大大地提高效率。而且受爐型結構影響，管排數量大，管排間距小，檢測空間有限，很多情況下射線檢測和超聲檢測難以實施，采用相控陣檢測超聲技術，可以有效地克服了檢測空間受限所帶來的問題。

（三）重視返工口

用γ射線拍攝集箱焊口時拍攝人員優先選擇位置好、焊口數集中的位置拍攝，對于位置困難、返工口、補口最后拍攝，往往造成焊口的不斷積壓，拍攝困難越來越大，錯過了集箱口檢測最佳時期，造成了檢測工作上的被動，同時焊接作業要求重視返工口的處理，項目成立監督小組，對現場焊接與金屬監督工作尤其重視。

七、總結

百萬塔式鍋爐鏡面焊技術已經普遍應用，做好工程過程質量控制，才能夠順利完后鍋爐水壓試驗合格。在百萬塔式鍋爐的安裝過程中，總結新的技術，新的工藝，新的方法才能進一步推進鍋爐安裝技術進一步發展。

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