浅谈工业锅炉安装焊接的常见问题及控制措施

1、浅谈工业锅炉安装焊接的常见问题及控制措施    摘要：本文简要介绍了工业锅炉安装过程中焊接质量的控制，根据自己在工作中的经验，对安装焊接过程中焊接的一些问题，提出了焊接控制的监督方法。对提高锅炉安装整体质量、保障锅炉安全投入运行起到了积极的作用。 关键词：焊接；质量；研究 中图分类号：F253.3文献标识码：A 文章编号： 一、焊工管理 焊接是特殊工种， 焊工是焊接质量的制造者，其操作技能的好坏直接体现在焊接质量上。因此，锅炉焊工应严格按特种设备焊接操作人员考核细则的要求， 进行考试前的培训， 取得特种设备作业人员证后方可施焊。焊工合格证有效期限为3 年

2、， 在合格项目有效期满前3 个月， 须提出申请进行考试； 中断与锅炉有关的焊接工作6 个月以上再从事锅炉焊接工作的， 必须重新考试。 二、焊接材料 1.焊接材料的选择 锅炉与其它焊接结构不同， 是一种特殊的全焊结构， 其焊接接头承受着与容器壳体相同的各种载荷、温度和工作介质的物理、化学作用。对焊缝金属不仅要求具有与壳体材料基本相等的静载强度， 而且要求具有足够的塑性和韧性， 以防止受压部件焊接接头在加工过程中以及在运行过程中， 因各种应力和温度的共同作用而提前失效或产生脆性破裂。 一般来说， 低碳钢和低合金钢锅炉按等强性原则来选用，即焊缝金属的抗拉强度不低于母材标准规定值的下限。但应注意焊缝金

3、属强度与母材强度以相当为宜，如果焊缝强度过高， 往往会使塑性和韧性降低。对于低温容器应保证焊接接头的低温韧性不低于母材； 对于高温容器为保证具有与母材相同的高温性能， 其选用的焊材应保证焊缝金属的合金含量不低于母材标准规定的下限值； 对于在腐蚀介质中运行的不锈钢容器， 则选择的焊接材料应与母材化学成分大致相同； 对于不同强度级别钢的焊接， 按两者中强度级别低的一种选用焊接材料； 对于碳钢和不锈钢、低合金钢和不锈钢之间的异种材料接头， 则选用高铬镍含量的焊材。 2.焊接材料的验收、保管和领用 焊接材料的验收、保管和领用也是焊接质量控制过程中重要的环节之一。不同厂家的同一型号或牌号的焊条， 其工艺

4、性能也可能存在差异， 因此，制造厂应根据自己的实际经验， 选定相对固定的焊条生产厂家。焊接材料入库验收时要有制造厂提供的质量保证书， 而且包装完好， 生产批号清晰， 必要时按相应标准进行抽样复验， 验收合格后及时入库。入库后的焊材按牌号、规格、批号分别储放在温度 5 ， 相对湿度不大于60%的焊材库内。焊条和焊剂使用前必须按规定的烘干参数进行烘干。焊条从烘干炉取出后， 在大气中存放时， 焊条药皮将吸收大气中的水分， 存放的时间越长吸收的水分越多， 因此焊工在领用焊条时应配备焊条保温筒，做到随用随取。焊材发放时， 焊工应持焊接材料领用卡领取焊接材料， 领用卡应注明产品编号、焊接材料牌号、规格和数

5、量， 并做好发放记录。 三、焊接工艺 锅炉的焊接工艺是控制接头焊接质量的关键因素。因此必须按焊接方法、焊接材料的种类、板厚和接头形式编制焊接工艺。 1.焊接工艺评定 焊接工艺评定是保证锅炉焊接质量的重要措施。焊接容器之前， 应制订焊接工艺指导书（WPS）， 而焊接工艺评定是验证初拟定WPS 是否合适的手段， 又是制定正式WPS 的重要证据。焊接工艺评定也能从一个方面反映出制造厂的焊接能力。焊接工艺评定执行标准为JB 4708， 换热管与管板的工艺评定按GB 151 附录B 执行。但在执行过程中总是存在若干问题， 主要体现在以下几个方面： （1） 首次使用的国外材料未进行焊接工艺评定。 （2）

6、从评定合格的焊接位置改变为向上立焊的焊接位置时未增焊冲击韧性试件进行试验。 （3） 用不等厚试件进行评定， 经评定合格后适用不等厚焊件母材厚度的范围， 应按厚边对厚边，薄边对薄边分别计算。 （4） 不少制造厂对拼焊钢板热冲压成形封头的焊接工艺评定， 都没有考虑热冲压过程， 认为热冲压是热加工而不是焊后热处理， 而且热冲压温度是高于上转变温度， 因此焊件的最大厚度为试件厚度的1.1倍， 最小厚度按JB 4708 表5、表6 规定。 （5） 改变焊后热处理类别未重新做焊接工艺评定。 2.焊接工艺参数的选择 焊接工艺参数是指焊接时， 为保证焊接质量而选定的诸物理量（焊接电流、电弧电压、焊接速度） 的

7、总称。焊接工艺参数的确定涉及到多种因素， 包括材料种类、规格和焊接方法。焊接热输入（线能量） 是指熔焊时， 由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量。它综合体现了焊接工艺参数对焊缝性能的影响。对于低碳钢来说，这种钢的塑性和冲击韧性优良， 焊接接头的塑性和冲击韧性也很优良。一般情况下不严格限制线能量。但使用埋弧焊时若焊接线能量过大， 会使热影响区粗晶区的晶粒过于粗大， 甚至会产生魏氏组织， 从而使该区的冲击韧性和弯曲性能降低， 导致冲击韧性和弯曲性能不合格。故在使用埋弧焊焊接， 尤其是焊接厚板时， 应严格按经焊接工艺评定合格的焊接线能量施焊。对于低合金钢， 一般应注意不要使用过大的线能量。含碳量偏下

8、限的Q345R 钢焊接时， 焊接线能量没有严格的限制，因为这种钢焊接热影响区脆化倾向较小。 3.产品试板 产品试板用于考证按照所制定的焊接工艺施焊时焊缝的质量， 对试板的检验就是对焊工实际施焊工艺、焊工技能和焊接条件等因素的综合检验。因此， 它代表实际产品的焊接接头性能。锅炉产品试板应按固定式锅炉安全技术监察规程和GB 150钢制锅炉的规定制作产品试板， 并按JB 4744 钢制锅炉产品试板的力学性能检验的规定进行试板的制作和检验。产品焊接试板应当在筒节纵向焊缝的延长部位与筒节同时施焊， 试板应当由施焊锅炉的焊工， 采用与施焊锅炉相同的条件与焊接工艺施焊。有热处理要求的锅炉， 试板宜随锅炉一起

9、热处理。 4.焊缝返修 如果焊缝经无损检测后发现存在不允许的缺陷， 应进行返修。首先应对需要返修的缺陷分析其产生的原因， 制定返修方案， 并编制返修工艺。焊缝同一部位的返修次数不宜超过2 次。如超过2次， 返修前应当经过制造单位技术负责人批准， 并且应当将返修的次数、部位、返修情况记入锅炉质量证明文件。要求焊后消除应力热处理的锅炉， 一般应当在热处理前焊接返修； 如在热处理后进行焊接返修， 返修后应当按相关标准进行处理。有抗晶间腐蚀要求的奥氏体不锈钢以及镍及镍合金制锅炉， 返修部位仍需保证原有的抗晶间腐蚀性能。耐压试验后需返修的， 返修部位应当按原要求经过无损检测合格。 四、焊接检验 焊接检验

10、是锅炉焊接质量管理的重要一环， 它贯彻于焊接过程的始终， 对焊接工艺规程的执行情况进行监督， 对焊缝质量进行检验， 最终确认焊缝质量是否合格。检验过程大致分为焊前、焊接过程中和焊后三个阶段。 焊前检验包括焊工资格问题， 焊条按要求进行烘干， 同时还要注意装配质量和坡口表面质量。强力组装将增加焊接接头的残余应力， 导致裂纹形成， 因此应予避免。坡口、间隙、钝边等要素须满足要求； 坡口及两侧清理干净， 没有铁锈、油脂等污物。 焊接过程中的检验主要是检查焊接工艺、技术标准、图样规定等方面的执行情况。因为焊接工艺是在焊接工艺评定合格的基础上制定出来的， 正确执行焊接工艺将对保证焊接质量起积极作用。在施

11、焊过程中应控制和监督焊接工艺的执行情况并做好施焊记录。 焊后检验包括外观检查、无损检测、耐压试验、致密试验。焊后检验是保证焊接质量的最后步骤， 在焊接完成后即可进行， 但有延迟裂纹倾向的材料（b 540 MPa） 应在焊接完成24 h 后或焊后延长一段时间进行。 焊缝的外观检验是按图样和相应标准规定的尺寸对焊缝进行检验， 同时也在一定程度上有助于分析和发现内部缺陷。 无损检测常用的方法包括射线检测、超声波检测、渗透检测、磁粉检测等。渗透检测和磁粉检测是检测焊缝表面和近表面， 射线检测和超声波检测是对焊缝内部缺陷进行检测。按GB 150 和容规规定， 无损检测分为局部检测（ 大于等于20%） 和全部检测（100%）， 在进行局部射线或超声检测时， 应对所有的丁字形焊接接头以及将要被其他