探究鍋爐安裝中常見焊接問題及其缺陷控制措施

劉小炳

隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，鍋爐安裝質(zhì)量要求也越來越高，這是因為鍋爐安裝質(zhì)量會直接影響著鍋爐的后期使用和運行。事實上，鍋爐使用性能和壽命都和鍋爐安裝質(zhì)量息息相關(guān)，而焊接工序是鍋爐安裝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于鍋爐主要在高溫、高壓的惡劣環(huán)境下運行，鍋爐安裝中的焊接質(zhì)量，不僅會影響鍋爐外觀，也會影響鍋爐的使用和壽命，是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要保障。對此，在鍋爐安裝中，要深入分析鍋爐安裝中可能會出現(xiàn)的焊接問題，制定有效的缺陷控制機制，預(yù)防鍋爐焊接問題的發(fā)生，提高鍋爐安裝質(zhì)量，保證鍋爐在生產(chǎn)中的安全穩(wěn)定運行。在這樣的環(huán)境背景下，探究鍋爐安裝中常見焊接問題及其缺陷控制措施具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 鍋爐安裝焊接技術(shù)的整體要求

一般情況下，鍋爐等基礎(chǔ)設(shè)備在火電廠應(yīng)用較為廣泛，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，火電廠的管理人員結(jié)合先進的計算機處理技術(shù)，通過實地走訪以及數(shù)據(jù)收集、基層調(diào)查等多種方式，將火力發(fā)電的操作流程逐步簡化，并借助適量的鍋爐設(shè)備投入到實際的生產(chǎn)建設(shè)中去，在國家大力倡導(dǎo)“科學(xué)發(fā)展觀”的整體理念后，企業(yè)管理人員應(yīng)摒棄傳統(tǒng)的管理方式，在與時俱進的基礎(chǔ)上，借助完整的生產(chǎn)方式以及先進的管理設(shè)備提高生產(chǎn)作業(yè)人員的組織效率，最后使得火電廠的鍋爐機組設(shè)備朝著超臨界、超超臨界、特大容量以及高性能指數(shù)等方向發(fā)展，在一系列的鍋爐安裝焊接完善處理后，保證鍋爐設(shè)備的安裝水平有所提升，進而達到國家規(guī)定的建設(shè)標準。

據(jù)有關(guān)資料顯示，在鍋爐安裝人員的改進和優(yōu)化之下，經(jīng)過多個安裝焊接技術(shù)人員的廣泛交流，總結(jié)出了相對完善的鍋爐安裝焊接要求，為日后鍋爐設(shè)備的安裝管理工作奠定夯實的基礎(chǔ)。具體焊接安裝要求如下：首先，基層工作人員應(yīng)確保鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受熱面結(jié)構(gòu)完整，并達到各個機組零件組合后可以發(fā)揮實際的功能，例如，針對剛剛建立的火電廠來說，應(yīng)按照國家規(guī)定的質(zhì)量檢測標準進行采購前零部件性能檢測，在確保符合質(zhì)量要求后方可大批量集中購買，尤其是對于鍋爐受熱面的內(nèi)部管道以及集箱等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，要在合理規(guī)劃的基礎(chǔ)上，按照鍋爐組裝的實際要求進行科學(xué)的組合，在組合完畢后，還要進行后續(xù)的通球檢查處理，安裝管理人員應(yīng)采用適當?shù)姆绞綄㈠仩t管口進及時的封閉處理，在確保鍋爐可以順利運轉(zhuǎn)的同時，按照鍋爐安裝的具體要求做好一系列的簽證處理，如果是鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)大多數(shù)是由合金鋼部件組成的，應(yīng)進行全面的質(zhì)量檢測。與此同時，在實際的鍋爐安裝過程中，安裝人員以及設(shè)備采購人員還要精準的測量每個零部件的長度、寬度、對角線以及其他架構(gòu)的數(shù)據(jù)信息，在嚴格的測量之下，促使鍋爐內(nèi)部架構(gòu)系統(tǒng)的安裝可以達到上級驗收管理部門的標準，在進行科學(xué)合理的焊接管理下，確保相關(guān)設(shè)備可以平穩(wěn)運行；其次，安裝焊接管理人員還應(yīng)具備足夠的焊接安裝理論知識和實際的工作經(jīng)驗，在結(jié)合鍋爐安裝焊接的實際情況后，做到具體問題具體分析，在對鍋爐受熱面進行基礎(chǔ)的校正安裝改進后，采用先進的校正方式對不足之處進行優(yōu)化，經(jīng)過對汽包的標高及縱橫中心線的基本標準進行確認后，使得鍋爐系統(tǒng)內(nèi)部的吊桿的受力效果相對均勻，在統(tǒng)籌規(guī)劃的同時，確保鍋爐內(nèi)部的每個受熱面的標高誤差及縱橫中心線誤差在可控制的范圍內(nèi)，從而可以更好的降低風(fēng)險事故發(fā)生的概率；最后保證廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全。此外，應(yīng)使得鍋爐各個組件的焊接口相對內(nèi)部相對平齊，在焊接工作準備期間，焊接管理人員應(yīng)采用統(tǒng)一的處理方式將焊接零部件的邊緣11mm 左右的部位進行打磨操作，并進行基礎(chǔ)的除油、除銹、除漆以及雜異物污垢的綜合處理，促使焊件的邊緣具有明顯耀眼的金屬光澤，在全面的焊接技術(shù)管理之下，面對實際的焊接問題進行有針對性的改進，在排除各種焊接安裝影響因素的基礎(chǔ)上，有效的防止鍋爐焊接接頭等部位出現(xiàn)未焊透、背面超高以及其他焊接缺陷，在規(guī)范整合焊接人員的處理方式和技術(shù)方法后，進一步提升鍋爐設(shè)備焊接安裝質(zhì)量的整體水平，促進工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 鍋爐安裝中常見的焊接問題

2.1 鍋爐背面超高

背面超高是鍋爐安裝中一種常見的焊接問題，這是因為背面超高無法用肉眼直觀發(fā)現(xiàn)，需要安裝人員憑借自身的經(jīng)驗，檢查鍋爐鈍邊、間隙、溶孔尺寸、擺寬等參數(shù)進行綜合判斷背面超高情況。在《鍋爐安裝焊接規(guī)范》中，要求Ⅰ級焊縫背面高度要在3mm 以下，以GTAW 打底的情況下，SMAW 為蓋面，選擇GTAW 焊接，否則焊接蓋面的情況下就會由于間隔時間過短而造成背面塌陷問題，形成焊接缺陷。對此，在SMAW 打底時，電弧三分之二是焊縫，剩下的三分之一是溶孔。在實際焊接中，操作人員必須對焊接速度進行控制，防止溶孔超過電弧的三分之一，否則就會由于溶孔擴大而造成背面超高問題。

2.2 焊接氣孔

在鍋爐安裝焊接中，焊接氣孔也是比較常見的焊接問題，產(chǎn)生這一現(xiàn)象主要有兩方面：一是焊接材料選擇不當，焊接之前，焊接材料已經(jīng)受潮，操作人員沒有對焊接材料進行烘干處理，直接用于焊接，焊接過程中由于高溫的影響，內(nèi)部水分蒸發(fā)形成焊接氣孔；還有就是焊接材料自身質(zhì)量問題，焊接前，焊接材料由于保存管理不當而出現(xiàn)銹蝕、變質(zhì)、表面脫落，沒有按照相關(guān)規(guī)定進行焊絲清理，繼而引發(fā)焊接氣孔問題。二是焊接工藝不當，在焊接過程中，操作人員電流控制不到位，電流過大，使得焊條發(fā)熱程度過高，焊條表面保護層失效；也可能對電弧長度控制不到位，由于電弧過長而造成保護不良問題，進而造成焊接氣孔缺陷。

2.3 沒有焊透

沒有焊透是鍋爐焊接中的常見問題，發(fā)生這類問題的原因比較豐富，一方面是因為管壁過薄，使得管道間距狹窄，另一方面是因為管徑偏小，使得管道間存在鐵件，再加上鍋爐面受熱的影響，造成管道未焊透問題。在鍋爐結(jié)構(gòu)布置中，管道排列必須一次性對口安裝，管道對口要按照排列順序依次點固焊接，使得一排管道焊接一次成型，保證管道安裝的質(zhì)量。在鍋爐安裝中，經(jīng)常會出現(xiàn)焊接缺陷問題，這主要是因為以下幾點：①鍋爐安裝中，由于兩側(cè)管道的限制，很容易發(fā)生焊接錯口，使得管道未焊透，繼而引發(fā)焊接缺陷問題；②在鍋爐安裝中，由于管道焊接空間比較狹窄，無法正常開展焊接施工，進而出現(xiàn)管道未焊透問題；③各組管道間隙差異過大，增加了焊縫的間隙，造成未焊透問題。膜式水冷壁管在工地進行管子對接安裝，由于間隙窄，障礙操作，極容易產(chǎn)生未焊透。組對間隙不一致，在工地進行片與片組裝時，就要同時組對多個焊口，然而使組對間隙相同非常困難。另外，多個焊口不可能同時焊接，當焊完一部分焊口，其余尚未焊的焊口間隙就會縮小，甚至為零。這些焊口在施焊中很容易出現(xiàn)未焊透缺陷,焊接時受兩側(cè)管的障礙以及強力組對出現(xiàn)錯口造成未焊透等。

3 鍋爐安裝中焊接缺陷控制措施

3.1 事前控制

在焊接之前，操作人員要做好相關(guān)準備工作，使得鍋爐安裝焊接施工可以順利開展。

第一，各個部門和各個專業(yè)人員要在焊接前進行安裝圖紙會審，明確鍋爐焊接標準和相關(guān)規(guī)定，并納入到鍋爐安裝焊接施工方案中，為鍋爐安裝焊接工作的開展提供依據(jù)；

第二，制定質(zhì)量保證機制，明確施工人員、質(zhì)檢人員和管理人員的工作權(quán)責，落實鍋爐安裝焊接責任制，防止出現(xiàn)質(zhì)量缺陷而相互推諉的現(xiàn)象，一旦發(fā)生質(zhì)量缺陷或是安全事故，可以第一時間找到第一責任人，落實責任意識和安全意識，各司其職，督促鍋爐安裝焊接工作的順利開展，明確焊接工序，保證焊接質(zhì)量。

第三，檢查操作人員的相關(guān)資質(zhì)，鍋爐安裝焊接質(zhì)量直接取決于操作人員是否按照規(guī)范操作，很多焊接人員缺乏責任意識和安全意識，焊接操作草草了事。這就需要對參與的工作人員進行崗前培訓(xùn)，除了提高工作人員技能水平，更要樹立安全意識和責任意識，定期對工作人員進行資格審查與技術(shù)檢驗，為鍋爐安裝焊接質(zhì)量提供保障。

第四，制定質(zhì)量目標和質(zhì)量標準，在鍋爐安裝焊接中，為了預(yù)防質(zhì)量缺陷問題，要在事前制定鍋爐安裝焊接質(zhì)量目標與質(zhì)量標準，加強對焊接過程的監(jiān)控，安排專門的質(zhì)檢人員記錄焊接過程，檢查相關(guān)設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)鍋爐安裝焊接缺陷，排除質(zhì)量隱患，保證焊接質(zhì)量。

第五，加強焊接工藝評定，工作人員需要制定鍋爐安裝焊接工藝卡，在鍋爐安裝焊接質(zhì)量評定結(jié)合工藝卡，配合相關(guān)部門檢查鍋爐安裝焊接工作，評定合格后才能發(fā)放工藝卡。在具體編制中，要考慮現(xiàn)場條件、人員素質(zhì)、設(shè)備準備等條件，做好編號存檔工作，保證鍋爐安裝焊接質(zhì)量。

3.2 事中控制

3.2.1 優(yōu)化焊接工藝

針對沒有焊透和氣孔缺陷問題，主要從焊接工藝入手，具體如下：①在鍋爐安裝焊接中，焊接人員要檢查焊口是否平整，一旦發(fā)現(xiàn)焊口沒有焊透或是存在氣孔問題，可以在焊口噴火軟化，對焊口位置進行修正，使得焊口位置保持平整；這對難以恢復(fù)的焊口，焊接人員要順著焊口切除不平整的部分，之后重新焊接校正，再通過分段退焊法修復(fù)焊口，保證焊口的焊接質(zhì)量；②控制管道焊接間隙，將管道對口焊接間隙控制在5mm 以下，符合尺寸標準后，要從小至大的順序進行焊接，防止焊口位置出現(xiàn)焊接變形，保證焊口的焊接質(zhì)量；③對焊接方式進行改進，在添加焊絲的情況下，從上層焊接入手，控制電弧口和焊縫根部間的距離，防止發(fā)生未焊透的質(zhì)量缺陷問題。

3.2.2 保證焊接材料質(zhì)量

焊接材料質(zhì)量會直接影響鍋爐安裝焊接質(zhì)量，這就需要焊接材料不僅具備極強的耐熱性，還要按照鍋爐性能與標準進行焊接材料的選擇，加強焊接材料管理。第一，按照采購標準進行焊接材料的采購，構(gòu)建三級庫存標準，對檢查合格的焊接材料進行烘烤，保證焊接材料干燥；第二，做好焊接材料的存放管理工作，優(yōu)化存放環(huán)境，防止焊接材料受潮；第三，做好焊接材料的領(lǐng)用管理，安排專人負責，記錄焊接材料的領(lǐng)用情況；第四，在焊接材料使用中，采用焊接工藝卡和圖樣兩證合一檢查方式，加強焊接材料的驗收，防止不合格焊接材料應(yīng)用在鍋爐安裝焊接中，施工結(jié)束后回收焊接材料，實現(xiàn)焊接材料的循環(huán)利用，達到節(jié)能減排的作用；第五，做好細節(jié)把控，為了防止焊接中的質(zhì)量缺陷，焊接人員要做好細節(jié)把控。在鍋爐安裝焊接中，包括底層焊接、中層焊接和表層焊接，這就需要焊接人員合理控制焊接設(shè)備和鍋爐壓力器間距，提高鍋爐安裝焊接質(zhì)量。特別是在焊接中，若需要使用厚度大的設(shè)備，必須要求焊接人員按照工程情況進行焊接技術(shù)的規(guī)劃，選擇最佳的焊接方式，通過在焊縫中運用氬弧焊技術(shù)，預(yù)防焊縫過大引發(fā)的氣孔或是未焊透問題，并在焊接完成后，對焊縫位置進行熱處理，防止裂縫、裂紋等質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)。由于鍋爐長期處于高熱、高壓環(huán)境下運行，一旦鍋爐表面焊接不牢固，出現(xiàn)裂縫或是裂紋，將會對鍋爐日常使用造成巨大的安全隱患。對此，在鍋爐安裝焊接中，要優(yōu)化焊接技術(shù)，根據(jù)焊接材料的物理、化學(xué)性能，確定焊接中電弧停留時間、點固焊縫厚度等，保證鍋爐安裝焊接質(zhì)量；第六，控制接頭坡口尺寸，如單面焊雙面成形的接頭，其裝配間隙應(yīng)為焊條直徑、鈍邊應(yīng)為焊條直徑的一半左右；要仔細清根,鍋爐焊接時應(yīng)選擇合適的焊接速度和焊接電流；用短弧焊等。從最困難的部位起弧，在障礙最小的地方收弧封口，以免焊接時影響操作和焊工視線，降低焊接接頭質(zhì)量；避免焊接接頭溫度過低，最好采用兩人對焊的方式進行焊接；在有障礙的部位，很難做到噴嘴、焊絲與焊件保持規(guī)定的夾角，可根據(jù)實際情況進行調(diào)整，待困難位置過后，即恢復(fù)正常角度的焊接。

3.3 事后控制

在鍋爐安裝焊接完成后，要對鍋爐安裝焊接情況進行質(zhì)量檢驗，確保鍋爐無任何焊接缺陷，要求專業(yè)人員先對鍋爐外觀進行檢查，運用無損檢測方式，檢查鍋爐內(nèi)部情況，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷并做出修復(fù)措施，保證鍋爐的安全穩(wěn)定運行。鍋爐安裝焊接檢查十分關(guān)鍵，除了無損檢測之外，工作人員可以引入理化檢測技術(shù)等，了解鍋爐力學(xué)性能、材料成分和硬度。特別是對鍋爐材料成分檢查，了解鍋爐的耐高溫與抗蠕變性能。除此之外，鍋爐設(shè)備安裝人員應(yīng)進行完整的力學(xué)性能檢驗分析，科研人員可以通過相關(guān)的模擬實驗操作來效仿鍋爐生產(chǎn)運行的實際狀態(tài)，在大量的反復(fù)操作和實驗之下，進而獲取眾多的實驗處理數(shù)據(jù)，同時，還應(yīng)積極引進國內(nèi)外先進的零部件檢測方式，確保工作人員的組件檢測點間隔距離超過2mm,避免出現(xiàn)同時檢測相同部件的情況；最后，還應(yīng)密切關(guān)注金相檢測的施工工藝處理流程，上級質(zhì)檢部門的工作人員應(yīng)妥善應(yīng)用和檢測鍋爐系統(tǒng)的具體特征和運行特點，在對各個基礎(chǔ)管道內(nèi)部以及受熱管道進行全面的檢驗后，利用實驗室等研究場地，對受熱管道面容易出現(xiàn)變形的部位進行有效的矯正操作，進一步發(fā)揮鍋爐的實用性能。值得說明一點的是，在進行鍋爐系統(tǒng)內(nèi)部架構(gòu)組裝過程中，相關(guān)電廠管理人員以及其他工業(yè)企業(yè)負責人不應(yīng)為了謀取個人私利，而購買質(zhì)量低下的機組零部件，采購部門應(yīng)由一些能力較強、日常表現(xiàn)突出且具有豐富知識和實際安裝經(jīng)驗的人員擔任，在確保各個機組零部件材料合規(guī)后，深入基層內(nèi)部，定期集中的對焊接安裝人員進行專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，避免產(chǎn)生各種不必要的焊接缺陷問題。一旦鍋爐系統(tǒng)竣工后，在投產(chǎn)使用之前，應(yīng)提前做好全面的質(zhì)量檢測，當檢測結(jié)果符合國家規(guī)定的標準后，確保鍋爐系統(tǒng)能夠達到耐高溫、抗蠕變的要求，在嚴格做好各項檢測處理后，使得理化檢測和射線檢測能夠發(fā)揮實際的作用，從而防止安全意外事故的發(fā)生。

3.4 提高焊接人員的綜合能力素養(yǎng)

首先，當?shù)氐恼块T以及相關(guān)企業(yè)管理人員應(yīng)投入適當?shù)慕ㄔO(shè)資金，定期集中舉行一些鍋爐焊接技能培訓(xùn)，統(tǒng)一規(guī)范施工的方法和具體流程，進而提高焊接工作人員的施工能力；其次，管理部門還可以邀請一些理論知識較多、實際工作經(jīng)驗豐富的專家舉辦相應(yīng)的知識講座，對基層焊接人員提出的一些實際問題進行專業(yè)的解答，并給予相應(yīng)的解決方案，在各個部門全面交流的基礎(chǔ)上，解決現(xiàn)實生活中的鍋爐安裝焊接問題；最后，企業(yè)還可以舉辦一些焊接理論知識測試和實操案例測試，對那些理論知識優(yōu)秀且實際工作能力較強的員工進行升職加薪的獎勵，并為他們提供出國深造的學(xué)習(xí)機會這樣，優(yōu)秀的員工才能獲得更高的成就感和歸屬感，最終更加努力地工作，以此來提高員工學(xué)習(xí)的積極性和主動性；反之，對那些理論知識不合格且實際工作能力不達標的焊接員工進行降職減薪處理；對那些不服從安排的人員必要時可以進行開除處分。

4 結(jié)語

綜上所述，在鍋爐安裝焊接中，要對鍋爐安裝中鍋爐背面超高、氣孔、未焊透等常見的焊接缺陷進行分析，引入全過程控制模式，從事前控制、事中控制、事后控制等三方面入手，做好焊接前的準備工作，優(yōu)化焊接工藝和焊接技術(shù)，并在焊接完成后通過無損檢測、理化檢測等方式，檢查鍋爐各方面使用性能，使其符合質(zhì)量標準，預(yù)防鍋爐安裝焊接的質(zhì)量缺陷。