電站鍋爐膜式受熱面焊接缺陷的產生原因及預防措施

2023-02-11 22:36:05 字數 2319 閱讀 1514

1 膜式水冷壁安裝焊口打底焊道未焊透缺陷

1.1 產生的主要原因

電站鍋爐膜式水冷壁一般是用鰭片管組焊而成的管屏,在安裝中一般先在現場進行地面組合,再吊裝就位。組合採用手工鎢極氬弧焊封底加手工焊蓋面的工藝進行時,焊縫經x射線探傷檢查一次合格率比較高,但有相當一部分未焊透缺陷。經研究分析,產生未焊透的原因是多方面的,當焊工技能、焊接引數等能夠滿足焊接質量要求時,產生此缺陷的主要原因有以下幾方面:

(1)組對間隙過小障礙:膜式水冷壁管屏工地進行管子對接安裝,由於組對間隙過小處障礙操作極容易在此處產生未焊透、未熔合。

(2)管子周圍壁厚不等:組對每片水冷壁時,先將距焊口約50 mm處的鰭片用氣割切去。在割去鰭片處沿管周弧長約12 mm的範圍內.管壁比其它處厚1.

5~2 mm,再加上此處焊接時受兩側管的障礙,如果在焊接引數相同的情況下,不採取相應措施,極易在此處出現未焊透缺陷。

(3)組對間隙不一致:鍋爐製造廠提供的膜式水冷壁半成品件是由多根管子組焊成一片。在工地進行片與片組裝時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,其餘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未焊透缺陷。

(4)強力組對出現的錯口:由於半成品水冷壁在製造、長途運輸和存放過程中會產生一定的變形.在現場地面水平預製時,多個焊口就有可能不在一條水平線上,也就是說產生焊口組對不平齊的現象。此時若採取強力組對,被強行組對的管子在tig打底焊熱源的作用下,有可能復原產生錯口。

如果此時正好由於上述(2)的原因使對口間隙趨於零時,就會導致單側或雙側未焊透現象。

1.2 未焊透的預防措施

(1)每片半成品水冷壁組對前,應認真校驗焊口平齊情況,對於較輕微的變形可採用火焰矯正或機械方法矯形後再組對。有的變形太大,整體矯形困難大的可先將製造廠所焊鰭片間的鏈結焊縫割開.其割縫長度根據變形程度及應力大小而定,一般不超過1500mm,然後再單根管矯形。待整片水冷壁組焊完後,再將割開的鰭片焊縫採用分段退焊法重新焊好。

(2)嚴格控制多個焊口組對的最小間隙和最大間隙,使其中最小組對間隙能滿足焊接質量要求;最大組對間隙不超過5 mm。施焊時,採取先焊間隙較小的焊口,後焊間隙大的焊口。這樣既能避免產生未焊透,還有助於減少焊接應力和變形,同時可減少焊口浪費。

(3)對於每片最後焊的焊口間隙過小而不易保證焊接質量時,可使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊,以使電弧集中,易於焊縫根部熔透。

(4)改變原來在下面施焊焊工的操作方式,把新增焊絲的工作改由上面的焊工進行,這樣,下面的焊工可以集中精力操作焊槍,將電弧始終準確地對準焊縫根部,以確保熔透。為了保證焊絲能夠準確地加入熔池,先將焊絲端部按管子直徑彎曲,由上面的焊工手持焊絲並將焊絲上提,使其緊貼坡口間隙,然後由下面的焊工引燃電弧將坡口鈍邊和焊絲同時熔化形成封底焊縫。如此焊出的封底焊縫不僅能實現單面焊雙面成形,而且還可以保證焊縫背面的餘高不超標,滿足水冷壁管內通球的要求。

同時可提高焊縫一次合格率和封底效率,並節約焊絲。

(5)當焊至鰭片部位時,因此處受管間距限制,除最好使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊,增大焊槍可達性外,關鍵應適當降低焊速,增加電弧在此處的停留時間,待熔池尺寸與其它部位相等,熔融金屬成「滲入」狀態時再前移。同時下面的焊工盡量向上多焊一段,為焊縫接頭創造條件。焊後可用手電筒從尚未焊的坡口間隙向管內照明觀察已焊部位的熔透情況,發現問題及時處理。

需指出的是,當採用尖銳的鎢極施焊且現場風大時,需採取防風措施,避免產生氣孔缺陷。

2 膜式水冷壁手工焊蓋面引弧和收弧產生的氣孔缺陷

2.1 產生的主要原因

氣孔產生的因素是多方面的。當施工現場焊前準備工作相當充分合格,已嚴格做到:①嚴格遵守焊接引數並保持穩定;②電流的極性及其種類影響不大;③焊件坡口符合要求且清理乾淨,使用的低氫型焊條嚴格烘培,並放在保溫筒內,隨用隨取;④焊工質量意識強;⑤具有嚴密的防風防雨措施;⑥x射線檢驗結果氣孔也非氬弧焊所致時,氣孔的產生往往是由於引弧和收弧不當引起的。

我們知道氣泡上浮速度與熔池金屬粘度成反比,對於小口徑焊口來說,起弧點(除了冶金過程產生的氣體外,還有藥皮保護效果差,易混入氣體)溫度較低,冷卻快。又由於坡口小,焊速快,收弧點輸入熱量相對較少,同樣冷卻快。於是熔池金屬的粘度急劇增加,使氣泡上浮速度大大減小,因而焊縫中的氣泡來不及逸出而殘存在內部形成氣孔。

綜上所述,起弧收弧點產生氣孔的主要原因是由於熔池冷卻快,氣體在熔池中來不及逸出。

2.2 氣孔的預防措施

(1)採用合適的電流、電壓、焊接速度,控制好熔池溫度,降低冷卻速度(有利於氣體的溢位)。

(2)運條不要擺動過寬,短弧焊接(減少弧柱與空氣的接觸,但不宜壓得太低)。

以上主要是從焊接施工工藝方面.以鍋爐水冷壁對口焊接採用的手工鎢極氬弧焊封底加手工焊蓋面的工藝容易出現的未焊透和氣孔缺陷產生的原因、防治措施進行了初步的分析和**;在安裝中更重要的是建立完善的質保體系和組織機構,注重焊接質量的過程控制,加強焊接質量的監督檢驗工作。

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