宋傳靜(河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院駐馬店分院,河南駐馬店 463000)

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關于承壓類特種設備焊接技術的分析

宋傳靜
(河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院駐馬店分院,河南駐馬店 463000)

【摘 要】隨著承壓類特種設備焊接工作參數(shù)的大幅度增加,以及焊接技術不斷廣泛的被應用,對于焊接技術,要求也變得越來越高,承壓類特種設備在焊接的過程中,應該嚴格按照國家有關規(guī)定和標準,結合具體實際的情況來進行,因此,本文探討了承壓類特種設備應如何有效提高焊接的質量,探討了相關的管理方法以及控制措施,希望對未來的焊接工作能夠起到一定的借鑒作用。

【關鍵詞】承壓類特種設備 焊接技術 研究分析

承壓類特種設備主要包括壓力管道、壓力容器、鍋爐等。如:壓力容器，指的是盛裝液體或者氣體，承載壓力的密閉性設備。分離容器、換熱容器、反應容器和貯運容器都屬于壓力容器，能夠保持外部或內部壓力的容器。為了確保壓力容器能夠正常安全的運行，必須確保其焊接質量。否則，將會導致泄漏或者是爆炸事故，對操作人員的安全造成巨大的威脅。因此，焊接是鍋爐在制造生產中的關鍵工序，只有對其進行嚴格的管理和控制，才能確保鍋爐制造的質量，保證鍋爐設備的可靠安全的運行。本文對于影響承壓類特種設備焊接質量的各項因素進行了分析，并且采取對應的措施，對焊接的各項工序進行有效控制，從而確保焊接的質量。而承壓類特種設備焊接的質量控制，主要包含了焊接前的控制、焊接過程中的控制以及焊接后的控制。

1 承壓類特種設備的主要焊接技術分析

承壓類特種設備都是全焊結構，其焊接的工作量十分大，對于質量的要求也高。因此，焊接者在工作過程中，對于先進技術要不斷進行研究和探索，得出一些較為經(jīng)濟的高效的焊接方法，取得了一定的進步。下面重點介紹在國內外的承壓類特種設備制造業(yè)中，應用比較廣泛的較為高效先進的焊接方法。

1.1 雙面脈沖MAG自動焊接生產線

為了有效提高鍋爐的熱效率，降低材料的費用，大型電站的水冷壁管屏通常使用扁鋼加光管組焊制成。這類型部件的尺寸外形和鍋爐的容量為正比，一臺大約600MW的電站水冷壁管屏，其拼接縫長度超過了萬米。因此，需要使用高效的方法進行焊接。

1.2 對接高效焊接法

鍋爐的管件接頭、再熱器部件、受熱面過熱器的數(shù)量以及壁厚，會隨著鍋爐容量的增加而不斷增加，一個600MW的電站鍋爐熱器，其最大壁厚可以達到13mm，接頭的總數(shù)達到上千個。以往的填充冷絲TIG焊接的效率，已經(jīng)不能有效滿足實際生產的要求。因此，應該采用高效率的高質量的焊接方法。

1.3 厚壁容器

窄間隙埋弧焊屬于一種低耗、高效、優(yōu)質的焊接方式。1985年，從瑞典公司引入第一臺高效的窄間隙埋弧焊工作系統(tǒng)，現(xiàn)今，窄間隙埋弧焊在我國各大重型機械與鍋爐化工機械制造廠中得到了推廣以及應用，實際的經(jīng)驗顯示，窄間隙埋弧焊的確是厚壁容器進行對接焊技術的最有效的選擇。

1.4 大直徑厚壁管生產中的高效焊接法

隨著不斷提升的輸送管線的工作參數(shù)，直徑較大厚壁管需求量快速增加，制造這種管材，較為高效的方法是把鋼板壓制成形，然后使用1條或者2條的縱縫進行組焊。因為厚壁管的焊接工作量比較大，為了有效提高鋼管產量，一般采取5絲、4絲、3絲或者是串列的電弧進行高速埋弧焊。5絲的埋弧焊，對于16mm厚壁管的縱縫進行焊接，其最高的焊接速度可以達到156m一小時，對38mm的厚壁管進行焊接，其焊接速度可以達到100mm一小時。

2 承壓類特種設備焊接質量的控制

2.1 焊工的管理

在承壓類特種設備焊接的生產過程中，焊接工作對于壓力容器的質量起到了決定性的作用。因此，進行壓力容器焊接時，焊工應該按照考試規(guī)則以及標準進行相關的考試，在得出焊工合格證書之后，才可以在有效期內進行焊接工作。在操作中，焊工應該按照焊接工藝實施焊接。單位檢查員應該對具體的焊接工藝進行相關檢查，并且做好記錄工作。從事生產的焊工，應持證上崗。倘若持證的焊工中斷焊接工作超過六個月的，應該重新進行考試，合格后才能繼續(xù)進行焊接工作。對于壓力容器的制造單位來講，應該建立每個焊工的技術檔案，通過焊工的業(yè)績檔案，能夠有效了解焊工的技術操作狀況，便于進行管理，定期需要組織焊工進行學習，學習有關法規(guī)與標準，制訂有效的焊工培訓計劃，不斷加強焊工的業(yè)務水平，保證焊接質量安全可靠。

2.2 承壓類特種設備焊接的主要質量要求

在壓力容器上，對拉盤的墊板以及臨時吊耳進行焊接，應該采取和壓力容器殼體較為相似或者是在焊接性能和力學性能方面比較相似的材料，并且使用相適應的焊接工藝與焊接材料進行焊接。拉盤的墊板和臨時吊耳在割除后，必須打磨平滑留下的焊疤，并且應按照圖樣的規(guī)定，進行磁粉檢測或滲透檢測，保證表面沒有裂紋。在打磨后，其厚度應該超過該部位原先的設計厚度，不應該采取十字焊縫。兩筒節(jié)間的封頭拼接焊縫與縱縫，和相鄰筒節(jié)的拼接焊縫和縱縫應該錯開，并且焊縫中心線的外圓弧長通常應該大于筒厚的3倍，并且不得小于100mm。

2.3 焊接接頭返修的質量要求

對于焊接接頭返修，應該分析造成缺陷的原因，提出有效的返廠修理方案。在返修時，應該詳細的編制返修工藝，經(jīng)過工程師的批準后，才能夠實行。返修工藝應該包括返修工藝編制、批準人的簽字、焊材的牌號和規(guī)格、返修焊工的指定、焊接工藝的參數(shù)、產生缺陷的原因、避免技術措施。在同一部位，返修的次數(shù)不應該超過2次。返修超過2次的，應該經(jīng)過制造單位總負責人的批準，并且將返修的部位、次數(shù)以及返修后的無損檢測結果記入產品質量變更的報告書中。

2.4 返修的現(xiàn)場記錄

對于返修的現(xiàn)場進行記錄，應該盡可能詳細，其內容應該包括施焊者與其鋼印、層間溫度、預熱溫度、焊接速度、電弧電壓、焊接電流、焊接工藝參數(shù)、返修長度、尺寸、坡口型式、焊材牌號及規(guī)格、焊接位置、后熱溫度保溫時間等。在焊后對承壓類特種設備進行熱處理，應該在進行熱處理后，再焊接返修，然后做熱處理。

3 我國焊接技術的新發(fā)展

3.1 鍋爐集箱密排接管的焊接技術

在集箱筒體上焊接密排接管，具有固有特點，一臺大約200MW

的電站，在其鍋爐集箱上，接管能夠達到1萬個，焊接的任務量十分繁重。并且大多數(shù)接管是密排布置的，之間的間距較小，自動化焊接的難度比較大。在以往，通常采取焊條電弧焊的方式，但是效率較為低下，不能有效確保焊接質量。近年來，許多鍋爐制造廠使用藥芯焊絲或者實芯焊絲氣體來對半自動焊進行保護，效率能夠提高0.5到1倍，節(jié)約焊材20%到30%，但是由于氣體保護焊的焊槍重量大大超過電弧焊焊鉗的重量，增加了焊工自身的勞動強度。所以，推廣這項技術的阻力也比較大，應該探索更加實用先進的解決辦法。從長遠的發(fā)展趨勢來講，焊接機器人和焊接機械手是實現(xiàn)焊接自動化和機械化的有效途徑。

3.2 集箱接管焊接機器人工作站

集箱密排接管，采取焊接機器人進行自動焊接，應該是最好的解決方案，現(xiàn)今許多鍋爐制造廠，向國外引進了焊接機器人，但是使用的效果不太理想。主要原因是由于焊接機器人的使用功能達不到技術要求，要想做好焊接工作，應該掌握下述兩點，就是在焊接過程中焊槍能夠自動追蹤接縫的軌跡。還有，應該選擇合適的焊接機器人，并且確保焊接工藝方法能夠達到焊縫質量的要求。鍋爐受熱面的部件，包括了再熱器、過熱器和省煤器，制造這些部件的工藝較為相同，都是先焊接直管，再使用各種的焊接方法，將直管焊接到設計的長度，再使用系統(tǒng)彎管機上，把直管彎成蛇形的管，最后進行管屏組裝，因為受熱面的彎管以及部件的焊接工作量比極大，制作蛇形管焊接時，可以使用生產線來進行制造。

4 結語

隨著我國承壓類特種設備焊接工作的不斷增加以及焊接技術不斷地投入使用，有關單位應該對焊接技術給予重視，加強焊接工作的效率，在進行焊接的過程中，應結合具體實際的情況，嚴格地按照操作步驟來進行，按照技術規(guī)范有效完成焊接工作，有效的提高焊接的質量，希望對以后的工作以及相關單位起到一定的積極影響。

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作者簡介:宋傳靜(1977—),女,河南信陽人,本科,畢業(yè)于中原工學院,材料科學與工程專業(yè),工程師,目前主要從事鍋爐壓力容器壓力管道檢驗檢測工作。