控制锅炉管屏拼缝焊接变形QC成果

控制锅炉管屏拼缝焊接变形安徽电力建设****工程公司焊花QC小组一、课题概况华电****电厂一期2×660MW机组为超超临界锅炉机组，#2机组工程锅炉管屏拼缝包括水冷壁、后烟井包墙及中间隔墙和顶棚。现场焊接拼缝长度累计约56000m，材质为15CrMo，属低合金钢，可焊性良好，板厚为8mm。超超临界机组的水冷壁管子管径小，管子排列密度较大，现场组合管屏时无法采用刚性固定安装方法，管屏拼缝焊接变形较难控制。后烟井中间隔墙管子排列间隔较大，密度较小，管屏拼缝焊接变形也较难控制。二、小组介绍表1小组介绍小组名称安徽电力建设*****工程公公司焊花QCC小组课题名称控制锅炉管屏拼缝缝焊接变形成立时间2005.02..08注册日期2007.04..06活动时间2007.04..0注册号课题类型现场型活动次数7次组长****小组人数8人表2小组成员介绍序号姓名性别文化职称行政职务小组分工1****男本科/助理工程师师主任工程师（组长）组织实施施2男本科/助理工程师师技术员（组员）编写统计计3男高中/技师二级质检员（组员）现场调查查4男高中/技师班长（组员）现场实施施5男高中/技师三级质检员（组员）现场实施施6男中专电焊工（组员）现场实施施7男中专电焊工（组员）现场实施施8男高中气保焊工（组员）现场实施施三、选题理由#2机组要达标创优投产，争创“鲁班奖”；管屏拼缝焊接变形会影响受热面平整度，对锅炉的安全稳定运行不利；#1机组管屏拼缝共出现25处焊接变形，出现的焊接变形较多。四、现状调查小组成员对兄弟单位已施工完的#1机组锅炉管屏拼缝的焊接变形进行了调查分析，见下表。表3#1机组调查表序号调查内容检查时间检查数存在焊接变形数焊接变形出现率%%1水冷壁拼缝2007.04..20126107.942中间隔墙拼缝2007.04..2210476.733包墙拼缝2007.04..2511254.464顶棚拼缝2007.04..289733.09合计43925平均值5.69小组成员对25处焊接变形进行了分析，见下表。表4#1机组分析表序号调查项目频数（处）频率（%）累计百分比（%）1弯曲变形1560602失稳变形624843角变形28924收缩变形14965其他14100合计25根据分析表做出排列图，见下图。图1#1机组变形类型排列图从排列图上可以看出，影响管屏拼缝焊接变形的主要问题是：1）弯曲变形；2）失稳变形。五、确定目标1、目标我们活动的目标是控制超超临界锅炉管屏拼缝焊接变形，并且对目标进行了进一步量化，量化目标是控制#2机组锅炉管屏拼缝焊接变形的出现率≤2%。2、目标可行性分析针对设定目标，我们对目标可行性进行了分析。经过现状调查，兄弟单位#1机组锅炉管屏拼缝焊接变形的出现率为5.69%，小组讨论分析认为弯曲变形及失稳变形的问题即使只解决80%，我们#2机组锅炉管屏拼缝焊接变形的出现率也可达到：5.69%×（1－84%×80%）=1.87%由此得出我们理论计算是可行的。兄弟单位#1锅炉管屏拼缝已施工完毕，炉型材质和本台机组相同。在有经验可借鉴的前提下，我们认为本小组已找到了解决管屏焊接变形的突破口。我小组成员从理论到实践均配备有经验丰富的专家人员，具有团结一致、协同作战的能力，通过实践和理论相结合，使我们有信心能够达到这一目标。六、原因分析针对主要问题，用关联图找出9条末端原因，见下表。表5末端原因表主要问题中间原因1中间原因2末端原因弯曲变形线能量过大电流过大焊条直径过大失稳变形焊接方法不当弯曲变形人员技能达不到要要求培训不足失稳变形弯曲变形操作方法不当人员集中施焊未按顺序施焊失稳变形失稳变形管屏刚度小未采取刚性加固弯曲变形对口不符合要求切割拼缝过宽割嘴型号不当失稳变形弯曲变形对口不符合要求管排不平整组合架不平整失稳变形弯曲变形对口不符合要求，管管排不平整强力对口切割拼缝过长失稳变形管屏本身变形未矫正七、要因确认要因确认见以下各表。表6要因确认表末端因素1焊条直径过大标准管屏拼缝采用直径径不大于3..2mm的焊焊条进行焊接接调查统计兄弟单位施工工的#1锅炉水冷壁壁焊条签发单单，共签发了了2760份，其中有324份签发了直直径4.0mmm的焊条。未未完全按标准准执行结论要因表7要因确认表末端因素2管屏本身变形未矫矫正标准管屏平整度在±55mm调查#2机组管屏平铺在受受热面组合架架上，预先找找平，有局部部超标的，可可以进行矫正正，并达到标标准。结论非要因表8要因确认表末端因素3切割拼缝过长标准切割拼缝单道长度度不大于1mm调查现场抽查560道道切割拼缝，未未发现单道大大于1m。符合标标准。结论非要因表9要因确认表末端因素4组合架不平整标准组合架平面度为±±1mm调查现场利用水平仪对对组合架抽查查24个位置，平平面度均在±1mm之间，符合标准。结论非要因表10要因确认表末端因素5割嘴型号不对标准切割后的拼缝间隙隙在1～3mm之间调查现场抽查切割后的的拼缝480道，其间隙隙均在1～3mm之间。并且且在组合场便便于操作的地地方采用了等等离子方法切切割拼缝。符符合标准。结论非要因表11要因确认表末端因素6未按顺序施焊标准避免管屏局部加热热集中，采用用分段跳焊调查通过调查发现兄弟弟单位关于分分段跳焊的方方法在管屏拼拼缝焊接中未未得到有效应应用。结论要因表12要因确认表末端因素7未采取刚性加固标准对刚性小的管屏采采用上压刚性性梁和下用千千斤顶的方法法调查对刚性小的中间隔隔墙管屏采用用了上压刚性性梁和角钢固固定的方法。结论非要因表13要因确认表末端因素8培训不足标准施工人员培训覆盖盖率100%调查参加#2机组锅炉拼缝焊接接的施工人员员共计68人，均进行行了岗前培训训及技术交底底。考核通过过率为100%。结论非要因表14要因确认表末端因素9焊接方法不当标准采取小规范的焊接接方法调查调查兄弟单位#11机组现场采采用手工电弧弧焊，对控制制小规范焊接接较困难。结论要因由此，我们确定造成超超临界锅炉管屏拼缝焊接变形的主要原因为：1、焊条直径过大2、未按顺序施焊3、焊接方法不当八、制订对策根据每片组合管屏确定需要相应控制的主要原因,制定相应的实施对策,做到责任到人、专人检查。表15对策表序号要因对策目标措施地点负责人时间1焊条直径过大规范签发和使用焊焊条用于管屏拼缝焊接接的焊条直径径为2.5mm和3.2mmm1.技术员对焊接接管屏拼缝的的焊工仅签发发直径为2..5mm和3.2mmm的焊条2.焊工不得随意意挪用焊条施工现场2007年6月222日2未按顺序施焊针对焊缝情况，按按顺序施工所有焊缝采用分段段跳焊1.对所有施焊人人员进行焊接接顺序培训2.根据焊缝不同同情况规定合合理的施焊顺顺序，并执行行施工现场2007年6月226日3焊接方法不当小规范小电流焊接接手工电弧焊电流范范围80～124A气体保护焊电流范范围70～155A两片管屏组合的长长拼缝采用气气体保护焊接接方法焊接，焊焊口位置拼缝缝采用手工电电弧焊焊接方方法焊接，每每天利用钳形形表对焊接电电流实测一次次，控制焊接接电流均在目目标值范围内内施工现场2007年6月228日九、对策实施实施1）规范签发和使用焊条技术员对焊接管屏拼缝的焊工仅签发直径为2.5mm和3.2mm的焊条。统计2007年6月12日～2007年6月18日焊条领用回收情况，用于#2锅炉管屏拼缝的焊条用量如下表。表15焊条领用统计表检查查日期规格用量12131415161718签发φ2.5mm101218626153签发φ3.2mm20405514585020回收φ2.5mm2231310回收φ3.2mm3850651使用合计25426519755922效果检查1）经过检查焊条签发单和对现场不定期巡查。未发现使用直径超过3.2mm的焊条。实施2）针对焊缝情况，按顺序施工两片锅炉管屏间的焊缝长约12m，极易使施工后的管排发生弯曲变形。针对这种情况，我们合理策划，管屏间焊缝采用下图的焊接顺序。图5分段跳焊顺序示意图焊口附近的短拼缝焊接工作量较大也比较集中，按照同一方向顺序焊接，容易使管屏局部发生变形，针对每片管屏所需要的焊接点进行对应排序。如下图，先焊完标注1，再焊标注2，最后焊标注3。图6间跳焊顺序示意图对焊接顺序进行培训，焊工能认真执行控制变形措施。图7人员培训效果检查2）现场巡查，每片管屏拼缝焊接均能按照顺序要求进行。实施3）采用小规范小电流焊接施工中，对于两片管屏间的长拼缝我们采用气体保护焊接方法进行焊接，焊口位置拼缝采用手工电弧焊焊接方法进行焊接，每天小组组长利用钳形表对焊接电流实测一次，并进行记录，控制手工电弧焊的焊接电流在80～124A之间，气体保护焊的焊接电流在70～155A之间。图8实测电流值效果检查3）经实际测量，焊接电流值控制在目标范围内。本小组列举了3台焊机一周（2007.07.12～2007.07.18）的电流值。如下表（单位：A）表16电流值实测统计表星期焊机编号1234567HJ00224（逆逆变焊机）98941029397105101HJ00236（逆逆变焊机）106108115120117112118HJ012（气保保焊机）9612798115138142140十、效果检查截止2007年12月12日，#2锅炉受热面管屏拼缝施工基本完毕，小组对#2机组锅炉管屏拼缝的焊接变形进行了检查，检查统计表如下：表17#2机组调查表序号调查内容检查时间检查数存在焊接变形数焊接变形出现率%%1水冷壁拼缝12653.972中间隔墙拼缝10410.963包墙拼缝2007.12..0211210.894顶棚拼缝9700合计4397平均值1.59小组成员对检查出的7处焊接变形进行了分析，见下表。表18#2机组分析表序号变形类型频数（处）频率（%）累计百分比（%）1弯曲变形228.5728.572失稳变形114.2942.863角变形228.5771.434收缩变形114.2985.715其他114.29100合计7通过检查证明：弯曲变形和失稳变形已得到有效控制，焊接变形出现率降至1.59%，达到了预期的目标。#2机组锅炉管屏拼缝焊接防变形控制较好，受到业主监理一致好评。十一、巩固措施本小组经过半年多的活动，有效地控制了管屏拼缝的焊接变形。编写了《管屏拼缝焊接防变形措施》，并经公司审定，登入MIS系统，供同类型机组予以借鉴。将在本次活动中总结的焊接顺序在华电****二期1000MW超超临界机组工程锅炉管屏拼缝加以应用，