1000MW超超臨界機組焊接過程質(zhì)量監(jiān)控

1、1000MW超超臨界機組焊接過程質(zhì)量監(jiān)控潘志興譚立榮【內(nèi)容提要】本文針對百萬機組安裝現(xiàn)場遇到的焊接難點、設(shè)備制造缺陷等質(zhì)量問題，重點論述了公司首臺1000MW超超臨界機組新型超級不銹鋼HR3C、P91/P92厚壁大管徑焊口、T91/T92薄壁小管徑以及施焊位置比較困難的焊接過程質(zhì)量監(jiān)控。【關(guān)鍵詞】1000MW；超超臨界；焊接；質(zhì)量監(jiān)控1、前言廣東平海電廠2#機組，是公司承建的首臺百萬千瓦超超臨界機組，整套機組受監(jiān)焊口總數(shù)達到107220個，其中鍋爐本體(包括附屬管道)焊口數(shù)量達到97026個，是一般600MW超臨界鍋爐的二倍多，焊口材質(zhì)也多達15種以上，它們主要有SA210C、SA105-C、

2、SA106-C、15CrMoG、12Cr1MoVG、WB36、TP347H、SUPER304H、TP310HCBN(HR3C)、T91/P91、T92/P92等。無論在焊口數(shù)量、焊口規(guī)格、新材質(zhì)、新工藝方面都創(chuàng)公司歷來所建機組的新高。因此，對焊接質(zhì)量的控制就顯得尤為重要和突出。特別是本工程新型材料多，管道壁厚大，管排間距小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施焊困難較多，從而對焊接質(zhì)量控制難度加大。根據(jù)工程特點，事先對焊接質(zhì)量管理和監(jiān)控實施了較為全面的策劃。按照相應(yīng)的焊接標準規(guī)范，圍繞公司對業(yè)主作出的質(zhì)量目標和質(zhì)量承諾開展工作，建立有效的質(zhì)量保證體系，對焊接施工進行全面質(zhì)量管理?，F(xiàn)場焊接質(zhì)量管理主要是圍繞人、機、

3、料、法、環(huán)等諸多方面進行的系統(tǒng)管理，焊工在施焊之前需經(jīng)過有針對性的焊接模擬練習，在過程中加強過程控制的力度和深度，確保焊接質(zhì)量符合國家及行業(yè)規(guī)范、標準和合同約定的技術(shù)文件要求。重點加強對新型超級不銹鋼HR3C、P91/P92厚壁大管徑焊口、T91/T92薄壁小管徑以及施焊位置比較困難的焊接過程質(zhì)量監(jiān)控。2、焊接新型奧氏體不銹鋼HR3C遇到的難題及采取的對策平海電廠一期2#爐的末級再熱器和末級過熱器的出口段都分別采用了屮57X4和屮47.6X10的HR3C新鋼種，焊口總數(shù)量達到2556個。其中，末級再熱器散管057X4/HR3C焊口需現(xiàn)場組合1350個。在正式開焊前，焊接公司安排2名技術(shù)水平比較

4、高的焊工進行了焊前模擬練習，經(jīng)RT透片合格后才安排焊工上崗施焊。除第1天每人實驗性焊接6個焊口經(jīng)RT透視出現(xiàn)個別焊口未熔合現(xiàn)象外，第2天和第3天連續(xù)出現(xiàn)了打底層平焊接頭位置出現(xiàn)未熔合缺陷。經(jīng)查證相關(guān)資料，其它施工單位也同樣遇到此種情況。究其原因，主要是此種鋼材線膨脹系數(shù)大，熔池流動性差，焊接時鐵水粘稠，給焊接接頭帶來了一定難度，特別在氬弧焊打底層最后接頭時容易形成未熔合缺陷。根據(jù)現(xiàn)場實際操作過程進行了原因分析：接頭熔合不良是收弧時受內(nèi)部充氬氣流的影響，加上起弧與收弧的接頭不平緩造成的。為攻克接頭不良的難關(guān)，特采取如下對策：1、對口間隙最好控制在34mm,不宜偏小，一方面有利于采用內(nèi)填絲方法，二

5、是改善熔池鐵水的流動性。2、管內(nèi)充氬時，采用可溶紙封堵管子進口一端，臨近1/3收口時，出口端不堵塞（見圖2）。3、打底時，對待收弧位置的焊縫打磨成斜坡狀。4、收口時焊接電流應(yīng)比正常電流增大10A左右。其它工藝及操作細節(jié)：1、焊前除加強對管子和焊絲清理工作外，施焊中，一旦焊絲離開氬氣保護區(qū)暴露在空氣中，需將焊絲端頭氧化部分剪下后再繼續(xù)焊接。2、點固焊時，避免點在平焊位置，而是盡量點“3點鐘或者9點鐘”的立焊位置，以有利于最后封口時接頭熔合良好。（見圖1）3、施焊過程中，層間溫度應(yīng)控制在W100C。4、焊接前、焊接過程中必須對充氬效果進行驗證，確認充氬保護有效才能焊接。12點3點6點通過及時的缺陷

6、原因分析并采取了正確的糾正措施，該道1350個組合焊口最終一次透視合格率達到了98.66%，攻克了工藝上的難關(guān)，積累了HR3C的焊接經(jīng)驗。3、強化重點項目P91/P92焊口的過程質(zhì)量監(jiān)控，確保焊接質(zhì)量的可控、在控。在本工程項目施工過程中，著重抓好新材料以及重點項目焊口的過程質(zhì)量監(jiān)控。尤其涉及P92材質(zhì)的四大管道，采用焊前確認母材無缺陷后，然后對整個作業(yè)流程（對口、預(yù)熱、打底、施焊、熱處理、檢驗）實施全面旁站監(jiān)督，記錄焊接過程工藝參數(shù)，并及時辦理三方（施工單位、監(jiān)理和業(yè)主）簽證，確保焊接質(zhì)量的可控、在控。（見下組圖2、圖3）圖2組合前，對P92管口母材進行PT檢查圖3焊接過程實施旁站監(jiān)督4重點監(jiān)

7、控困難位置焊接施工過程，確保焊接質(zhì)量。焊接質(zhì)量控制是火電建設(shè)工程中的一道關(guān)鍵工序，其質(zhì)量的好壞直接影響結(jié)構(gòu)設(shè)備安全運行的可靠性；尤其是安裝現(xiàn)場影響焊接的不確定性因素多：作業(yè)區(qū)狹小、陰暗潮濕、施工部位雜、高空交叉作業(yè)多、范圍廣、管理難度大因此，根據(jù)施工過程的不同工藝特點和質(zhì)量的影響因素，選擇適宜的方法對過程進行監(jiān)控，如采用首件檢驗、巡回檢驗、檢查工藝記錄參數(shù)和旁站監(jiān)控等，同時也需要利用有關(guān)質(zhì)量信息對過程進行預(yù)警和評價。（旁站監(jiān)控見下組圖4、圖5）圖4過熱器集箱散管困難位置焊接監(jiān)控圖5水冷壁中間集箱困難位置焊接監(jiān)控5、加強對受熱面設(shè)備的現(xiàn)場巡檢，及時發(fā)現(xiàn)和消除質(zhì)量隱患。本工程鍋爐受熱面6W6mm以

8、下的薄壁小管徑T91/T92焊口總數(shù)達到7977個，部件涉及再熱系統(tǒng)和過熱系統(tǒng)。而這兩個系統(tǒng)又都是承受高溫高壓、蒸汽與煙氣侵蝕的部位，運行工況比較惡劣。因此，加強對T91/T92薄壁小管徑焊口的現(xiàn)場巡檢，及時發(fā)現(xiàn)和消除質(zhì)量隱患，防止鍋爐水壓或機組運行過程中發(fā)生泄漏或爆管事故具有重要意義（現(xiàn)場巡檢發(fā)現(xiàn)母材裂紋見圖6、圖7）。6、總結(jié)語1）由于火電施工現(xiàn)場基本上是露天作業(yè)，且工期緊、交叉作業(yè)多，因此，為保證焊接質(zhì)量，除建立必要的管理制度外，還必須對施焊全過程予以嚴格控制，為此，在管理過程中應(yīng)設(shè)立質(zhì)量控制點。質(zhì)量控制點的選擇應(yīng)根據(jù)工程的性質(zhì)、特點、設(shè)計要求，結(jié)合焊接施工工藝的難易程度、焊接操作者的技

9、能水平，以及以往工程中易出現(xiàn)的質(zhì)量通病等，進行全面分析后確定。（2）“人乃質(zhì)量之本”。任何制造和安裝質(zhì)量形成過程都離不開人去操作和管理，人的技能、質(zhì)量意識和謹慎作風及心理狀態(tài)是關(guān)鍵因素，也是產(chǎn)生缺陷的主要原因。只有合格的焊工才能焊接出合格的產(chǎn)品。本工程鍋爐本體部分項目屬于分包形式，人員情況比較復(fù)雜，尤其部分焊工隊伍也是臨時招聘來的，流動性較強，特別在施工高峰期，在人員緊張情況下，部分焊工就從社會上臨時招聘，資質(zhì)、證照不相符現(xiàn)象屢見不鮮，為此，把好人員資質(zhì)審核關(guān)，抓好焊前模擬練習考核是焊接質(zhì)量管理的第一要務(wù)。分包隊伍引進較多，層層分包現(xiàn)象突出，分包隊伍人員、技術(shù)、管理素質(zhì)都跟不上現(xiàn)代管理的有關(guān)要求。雖然公司管理標準規(guī)定了專業(yè)公司對分包隊伍的管理職能，但由于人力資源配置不到位，專業(yè)公司的技術(shù)管理力量也捉襟見肘，加之部分技術(shù)人員年輕，缺乏現(xiàn)場實踐經(jīng)驗等，僅僅依靠項目部幾個管理人員進行現(xiàn)場質(zhì)量控制難度挺大。建議公司適當增加技術(shù)和質(zhì)量管理人員