1000MW超超临界机组焊接过程质量监控

1、1000MW超超临界机组焊接过程质量监控潘志兴谭立荣【内容提要】本文针对百万机组安装现场遇到的焊接难点、设备制造缺陷等质量问题，重点论述了公司首台1000MW超超临界机组新型超级不锈钢HR3C、P91/P92厚壁大管径焊口、T91/T92薄壁小管径以及施焊位置比较困难的焊接过程质量监控。【关键词】1000MW；超超临界；焊接；质量监控1、前言广东平海电厂2#机组，是公司承建的首台百万千瓦超超临界机组，整套机组受监焊口总数达到107220个，其中锅炉本体(包括附属管道)焊口数量达到97026个，是一般600MW超临界锅炉的二倍多，焊口材质也多达15种以上，它们主要有SA210C、SA105-C、

2、SA106-C、15CrMoG、12Cr1MoVG、WB36、TP347H、SUPER304H、TP310HCBN(HR3C)、T91/P91、T92/P92等。无论在焊口数量、焊口规格、新材质、新工艺方面都创公司历来所建机组的新高。因此，对焊接质量的控制就显得尤为重要和突出。特别是本工程新型材料多，管道壁厚大，管排间距小，系统结构复杂，施焊困难较多，从而对焊接质量控制难度加大。根据工程特点，事先对焊接质量管理和监控实施了较为全面的策划。按照相应的焊接标准规范，围绕公司对业主作出的质量目标和质量承诺开展工作，建立有效的质量保证体系，对焊接施工进行全面质量管理。现场焊接质量管理主要是围绕人、机、

3、料、法、环等诸多方面进行的系统管理，焊工在施焊之前需经过有针对性的焊接模拟练习，在过程中加强过程控制的力度和深度，确保焊接质量符合国家及行业规范、标准和合同约定的技术文件要求。重点加强对新型超级不锈钢HR3C、P91/P92厚壁大管径焊口、T91/T92薄壁小管径以及施焊位置比较困难的焊接过程质量监控。2、焊接新型奥氏体不锈钢HR3C遇到的难题及采取的对策平海电厂一期2#炉的末级再热器和末级过热器的出口段都分别采用了屮57X4和屮47.6X10的HR3C新钢种，焊口总数量达到2556个。其中，末级再热器散管057X4/HR3C焊口需现场组合1350个。在正式开焊前，焊接公司安排2名技术水平比较

4、高的焊工进行了焊前模拟练习，经RT透片合格后才安排焊工上岗施焊。除第1天每人实验性焊接6个焊口经RT透视出现个别焊口未熔合现象外，第2天和第3天连续出现了打底层平焊接头位置出现未熔合缺陷。经查证相关资料，其它施工单位也同样遇到此种情况。究其原因，主要是此种钢材线膨胀系数大，熔池流动性差，焊接时铁水粘稠，给焊接接头带来了一定难度，特别在氩弧焊打底层最后接头时容易形成未熔合缺陷。根据现场实际操作过程进行了原因分析：接头熔合不良是收弧时受内部充氩气流的影响，加上起弧与收弧的接头不平缓造成的。为攻克接头不良的难关，特采取如下对策：1、对口间隙最好控制在34mm,不宜偏小，一方面有利于采用内填丝方法，二

5、是改善熔池铁水的流动性。2、管内充氩时，采用可溶纸封堵管子进口一端，临近1/3收口时，出口端不堵塞（见图2）。3、打底时，对待收弧位置的焊缝打磨成斜坡状。4、收口时焊接电流应比正常电流增大10A左右。其它工艺及操作细节：1、焊前除加强对管子和焊丝清理工作外，施焊中，一旦焊丝离开氩气保护区暴露在空气中，需将焊丝端头氧化部分剪下后再继续焊接。2、点固焊时，避免点在平焊位置，而是尽量点“3点钟或者9点钟”的立焊位置，以有利于最后封口时接头熔合良好。（见图1）3、施焊过程中，层间温度应控制在W100C。4、焊接前、焊接过程中必须对充氩效果进行验证，确认充氩保护有效才能焊接。12点3点6点通过及时的缺陷

6、原因分析并采取了正确的纠正措施，该道1350个组合焊口最终一次透视合格率达到了98.66%，攻克了工艺上的难关，积累了HR3C的焊接经验。3、强化重点项目P91/P92焊口的过程质量监控，确保焊接质量的可控、在控。在本工程项目施工过程中，着重抓好新材料以及重点项目焊口的过程质量监控。尤其涉及P92材质的四大管道，采用焊前确认母材无缺陷后，然后对整个作业流程（对口、预热、打底、施焊、热处理、检验）实施全面旁站监督，记录焊接过程工艺参数，并及时办理三方（施工单位、监理和业主）签证，确保焊接质量的可控、在控。（见下组图2、图3）图2组合前，对P92管口母材进行PT检查图3焊接过程实施旁站监督4重点监

7、控困难位置焊接施工过程，确保焊接质量。焊接质量控制是火电建设工程中的一道关键工序，其质量的好坏直接影响结构设备安全运行的可靠性；尤其是安装现场影响焊接的不确定性因素多：作业区狭小、阴暗潮湿、施工部位杂、高空交叉作业多、范围广、管理难度大因此，根据施工过程的不同工艺特点和质量的影响因素，选择适宜的方法对过程进行监控，如采用首件检验、巡回检验、检查工艺记录参数和旁站监控等，同时也需要利用有关质量信息对过程进行预警和评价。（旁站监控见下组图4、图5）图4过热器集箱散管困难位置焊接监控图5水冷壁中间集箱困难位置焊接监控5、加强对受热面设备的现场巡检，及时发现和消除质量隐患。本工程锅炉受热面6W6mm以

8、下的薄壁小管径T91/T92焊口总数达到7977个，部件涉及再热系统和过热系统。而这两个系统又都是承受高温高压、蒸汽与烟气侵蚀的部位，运行工况比较恶劣。因此，加强对T91/T92薄壁小管径焊口的现场巡检，及时发现和消除质量隐患，防止锅炉水压或机组运行过程中发生泄漏或爆管事故具有重要意义（现场巡检发现母材裂纹见图6、图7）。6、总结语1）由于火电施工现场基本上是露天作业，且工期紧、交叉作业多，因此，为保证焊接质量，除建立必要的管理制度外，还必须对施焊全过程予以严格控制，为此，在管理过程中应设立质量控制点。质量控制点的选择应根据工程的性质、特点、设计要求，结合焊接施工工艺的难易程度、焊接操作者的技

9、能水平，以及以往工程中易出现的质量通病等，进行全面分析后确定。（2）“人乃质量之本”。任何制造和安装质量形成过程都离不开人去操作和管理，人的技能、质量意识和谨慎作风及心理状态是关键因素，也是产生缺陷的主要原因。只有合格的焊工才能焊接出合格的产品。本工程锅炉本体部分项目属于分包形式，人员情况比较复杂，尤其部分焊工队伍也是临时招聘来的，流动性较强，特别在施工高峰期，在人员紧张情况下，部分焊工就从社会上临时招聘，资质、证照不相符现象屡见不鲜，为此，把好人员资质审核关，抓好焊前模拟练习考核是焊接质量管理的第一要务。分包队伍引进较多，层层分包现象突出，分包队伍人员、技术、管理素质都跟不上现代管理的有关要求。虽然公司管理标准规定了专业公司对分包队伍的管理职能，但由于人力资源配置不到位，专业公司的技术管理力量也捉襟见肘，加之部分技术人员年轻，缺乏现场实践经验等，仅仅依靠项目部几个管理人员进行现场质量控制难度挺大。建议公司适当增加技术和质量管理人员