锅炉水冷壁管焊接技术总结

锅炉水冷壁管焊接技术总结****冷轧薄板2#、3#SHL20-1.27-AII水管锅炉，六年需进行一次水压试验。传热设备部件普遍被烟气、炉水腐蚀，管道积垢严重，炉内耐火泥脱落（造成漏气），使收集烟道灰尘的锁气器流通不畅，负荷能力降低，为加强锅炉安全、可靠运行，提高锅炉工作效率，****冷轧薄板厂决定对2#、3#两台锅炉进行大修。2#、3#锅炉都为SHL20-1.27-AII水管锅炉，而上锅炉内径1400mm，壁厚18mm，重4006kg，下锅筒内径900mm，壁厚14mm，重1454kg，上下锅筒中心距为5.8m,其间胀有22×16根φ51×3的对流管束,管组间设有三道垂直隔墙,形成三个回路使烟气作纵向冲刷,炉膛四周布置φ51×3的水冷壁管,前后墙各有水冷壁管28根,节距为100mm,两侧墙各有水冷壁管20根,节距为125mm,水冷壁与由下锅筒引出的下降管分别构成六个独立的回路,后水冷壁和对流管束中的前排管子在炉膛上部形成四排凝渣管束.锅炉受热面由水冷系统、省煤器、空气予热器等组成。水冷壁是以辐射传热的方式工作的蒸发受热面，它的主要作用是吸收炉内的热能，在管内汽化形成汽水混合物，使水温提高；降低炉膛内壁墙体温度，保护炉墙防止结渣。在整个过程中，水冷壁管的焊接质量直接影响到锅炉的安全有效的运行，因此在整个施工过程中，水冷壁管的焊接都是严格把关的。施工人员必须持有“锅炉压力容器焊工考试合格证”及相对应焊接的操作考试合格证。焊接应符合《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《锅炉受压元件焊接技术条件》、《锅炉受压元件焊接接头机械性能检验方法》的有关规定。在焊接水冷壁管之前我们进行了焊接工艺评定，制定了详尽的焊接作业指导书，并按照指定的焊接工艺操作，使焊缝探伤达到所要求的标准。现将此作一技术总结，今后类似情况作一参考。一、管子的清点和质量检查要保证好的焊接质量，焊接母材就必须达到所需的要求，故受热面管子在焊接安装前都必须要进行清点、检查、放样和调校。重点检查管子外表是否有重皮、裂纹、压扁、严重锈蚀等缺陷。对存在质量问题，应退回制造厂重新加工。二、水冷壁管的焊接工艺工业锅炉的受热面管子，无论什么地方破裂都将严重的影响锅炉的安全运行，而受热面管子最易遭受破坏的地方就是连接焊缝，所以，受热面的焊接是至关重要的。针对本次维修φ51×3的水冷壁管材质都是20号锅炉钢，主要的焊缝形式是对接接头，还有借鉴以往经验，受热面管子的焊接工艺基本上可以归纳以下三种或是它们的组合：焊条电弧焊、氩弧焊、气焊。由于钨极氩弧焊有电弧稳定，穿透力强等众多优点，但是其对坡口质量和施焊环境的要求较高，另外还考虑到经济性。我们采用了“氩-电联焊”即采用钨极氩弧焊打底，电弧焊盖面的工艺方法。在焊接水冷壁管之前，我们进行了焊接工艺评定，焊接工艺评定所用的材料与现在的水冷壁管的材质是一样的，都是20号钢，并按照锅炉压力容器所要求的考察项目进行试验评定，通过了使用TIG-J50焊丝进行的钨极氩弧焊打底，以J422（E4303）焊条的电弧焊盖面的焊接工艺。1、焊前准备要保证得到理想的焊缝，焊前准备工作很重要，我们在进行焊接前，对焊前准备工作做的很仔细，主要包括焊口清理、焊丝清理、环境要求、场地要求以及焊条烘干和保温要求等。焊口清理主要做的是将管端内、外10mm范围内利用磨光机、锉刀等机械清理法将铁锈、氧化皮和油污清除干净，露出金属光泽。清理后的管壁厚度不小于公称壁厚的90%，且不得有裂纹、重皮等缺陷。焊丝清理需用砂布将焊丝表面的保护漆膜、氧化皮清理掉，露出金属光泽。所使用的焊条必须全部进行烘烤，温度的范围在150～200℃，烘烤时间在1小时。在取出来后应放在焊条保温筒内，使用时用一根取一根。另外在焊接的时候还要考虑环境温度和场地条件，有防风防雨的措施。2、坡口形式由于管子材质为20号钢，规格为φ51×3mm，所以设计其焊接坡口，如图1接头形式：对接接头。坡口形式：V型坡口。焊缝间隙：1.5~2.0mm。钝边：0.5~1.0。`图1接头形式3、焊接母材及焊接材料焊接母材：20号钢；规格φ51×3mm焊条：牌号E4303；规格φ2.5mm焊丝：牌号TIG-J50；规格φ2.2mm钨极：牌号WCe-20；规格φ2.5mm保护气体：氩气，纯度≥99.96%4、焊接参数接口位置焊层钨极直径（mm）焊丝直径（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）喷嘴直径（mm）氩气流量（L/mmin）水平1氩弧焊2.52.290~10015~1710~147~102手工电弧焊2.565~7022~26垂直1氩弧焊2.52.290~10015~1710~147~102手工电弧焊65~7022~265、焊道分布在所有的水冷壁管的焊接中，我们采用的焊道分布如图所示的水平接口焊道和垂直接口焊道分布。图2水平、垂直焊道分布6、“氩-电联焊”工艺技术在焊接水冷壁管所采用的氩电联焊的技术方法主要有水平固定故障和垂直固定故障两种方法，两种方法大同小异。就是在通过大力钳固定两个焊接管子的方向不同，一个是在水平位置固定，另一种是在垂直位置固定。本工程采用的是水平固定故障法。在焊接过程中主要注意以下几个方面：1）在打底焊接前，对焊接接头部位的管子表面，坡口表面，管子内孔进行清理，有严重锈蚀的还要用丙酮清洗。2）引弧前，提前5~10秒供气，目的是为了排除气体导管中和待焊接处的空气。3）若焊机带有高频引弧装置，将焊机的钨极端头对准坡口根部逐渐接近母材，打开开关，电弧即可引燃；若没有引弧装置，应在坡口外轻轻的将钨极与母材刮擦引弧，然后将电弧拉至坡口内4）引弧后，控制弧长在2~3mm对坡口根部两侧加热，待钝边熔化后即可填丝焊接了，为了保证背面成形良好，焊丝融熔化金属应送至坡口根部。为了防止始焊处出现裂纹，始焊处速度要慢，并多填些焊丝，使焊缝加厚。5）焊接过程中，焊枪与管子、焊丝的夹角应保持不变。焊枪喷嘴与管子轴线呈90度与管子切线呈约85~105度。6）焊接时，电弧应该交替加热坡口根部和焊丝端部，控制坡口两侧熔透均匀，保证管子内壁焊缝成形均匀。7）焊接过程中。钨极不得与焊丝、工件相接触，防止夹钨和钨极烧损。在灭弧前应该连续在送几滴填充金属，以防止缩孔，并将氩弧移至坡口一侧，然后熄弧，待熔池颜色完全变暗，才能停止送气。8）焊丝端部应该始终处于氩气的保护之中，送丝动作要轻，不得扰动氩气保护层。焊接的时候尽量每圈一气呵成，若被迫中断，接头处应焊成或磨成斜坡，不能有死角；重新引弧的位置应在原弧坑后面，使焊缝重叠20~30mm重叠处一般不加或少加填充金属。熔池要贯穿到接头的根部，以保证接头处熔透9）盖面焊接时以小摆副的月牙形或横向锯齿形连弧法或以快速断弧法施焊。在焊接的时候，焊条摆副和前进速度都要均匀，从而使焊缝平滑、整齐、美观。以上都是在采用氩电联焊的时候应着重注意的问题，下面讲一下在本工程中实践摸索出的一个焊接操作技术。在焊接水冷壁管手工钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊盖面，采用分半焊接的方法。1）手工钨极氩弧焊打底。焊工位于水冷壁的下方，仰视管接头，一手握焊枪，一手握焊丝。如图3(a)所示，A点处引弧，当电弧稳定后迅速移至B点处开始送丝焊接，到C点处收弧。收弧前应注意填满弧坑。然后将焊枪换个手，开始焊口的又下半部的焊接，见图3(b)。从A点处焊缝上引弧，电弧稳定燃烧后，将电弧移动到B处开始送丝，直至C点处收弧。下半部焊缝在收弧前。应尽量往C点处以上部位焊接，以方便上半部的焊接。上半部焊接时，焊工位于水冷壁的上方。修磨下半部分收弧处的焊缝之后，从图3(c)示A点处引弧，在B点处开始送丝焊接，直至C点处收弧。然后，修磨收弧处焊缝，开始右上半部的焊接，如图3(d)所示。焊接至C点处，应停止送丝，电弧应仍按焊接时的速度运行至超过C点5~8mm处熄弧，待焊缝熔池颜色完全变淡后停止送气。图3水平接口故障氩弧焊打底操作示意图2）手工焊条电弧焊盖面。在手工氩弧焊打底层完成之后，应用铜丝刷或锉刀对焊缝进行认真清理，然后用焊条电弧焊盖面。水平接口焊条电弧焊操作示意见图4图4水平接口焊条电弧焊操作示意图盖面层焊接采用分半焊接法。运条方法可以采用月牙形和横向锯齿形。盖面焊缝的起点、终点要与打底层焊缝的起点、终点错开，起焊点应偏离中心位置5~10mm，熄弧点焊缝应相互重叠5~10mm。焊接过程中始终保持短弧，焊