山東工業(yè)設備安裝集團有限公司 丁玉魯

1 項目概況

1.1 電廠鍋爐設備情況

某鍋爐為直流鍋爐，單爐膛、固態(tài)排渣、自然循環(huán)運行。斷面尺寸22.10 m×15.53 m，鍋身為方形鋼，緊身封閉，最大連續(xù)蒸發(fā)量為每小時1026t，工作過程中煙氣主要分兩路：一路經(jīng)前面煙道中的低溫再熱器、省煤器，另一路流經(jīng)后面煙道中的過熱器、省煤器，兩路煙氣混合之后進入選擇性催化還原系統(tǒng)，最終流入鍋爐的空氣預熱器[1]。不同工況下，鍋爐主要設計參數(shù)詳見表1。

表1 鍋爐主要設計參數(shù)

1.2 電廠鍋爐管道焊縫無損檢測的相關標準

根據(jù)國家相關部門發(fā)布的《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》中相關要求：鍋爐管子、管件的環(huán)焊縫的外直徑＞159mm， 或壁厚≥20mm 時， 管道焊縫應全方位進行探傷。2004年發(fā)布的《火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程》中也有：當鍋爐管道外徑＞159mm 或壁厚≥20mm，且工作P ＞9.8MPa 的鍋爐管道及管件進行100%的超聲波探傷。

2 電廠鍋爐管道焊接中存在的問題

該單爐膛鍋爐的建設結(jié)構中部分管道的附件為三通式，且采用的焊接方式來進行固定，直接導致焊縫緊挨著三通管件的根部，加之各個管道焊接處壁厚數(shù)值的差異，故在每個管道焊縫處凸臺現(xiàn)象明顯，因此對管道的正常使用造成一定程度的影響。本文總結(jié)出8道常見的焊縫，其相關技術參數(shù)詳見表2，管道焊縫實物圖如圖1～8所示。由圖可知，1圖中焊縫的凸臺最小，而其他圖中考慮到凸臺和管道焊縫位置較近，造成無損探傷無法進行[2]。隨著國內(nèi)的火電廠建設范圍的擴大，鍋爐數(shù)量迅速增加。電廠發(fā)電采用的鍋爐不僅體積龐大，生產(chǎn)周期持續(xù)時間也比較久，所以鍋爐生產(chǎn)廠商無法在較短的工期內(nèi)對設備進行調(diào)整及修改。

圖1 焊縫GL1

圖2 焊縫GL5

圖3 焊縫GL7

圖4 焊縫GL9

圖5 焊縫GL18

圖6 焊縫GL22

圖7 焊縫GL23

圖8 焊縫GL27

表2 管道焊接相關量

此外，火電廠鍋爐管道在安裝焊接過程中，焊接設備及焊接工具的使用未能嚴格按流程進行操作，作業(yè)人員經(jīng)驗不足，技術水平不一，未充分掌握焊接工作要點，對焊縫的質(zhì)量也未能做到有效把控，導致鍋爐管道部分焊縫質(zhì)量工作未能達標，對鍋爐安全運行造成安全隱患，嚴重拖延了生產(chǎn)進度，降低了工作效率。最后，電廠鍋爐管道焊接工作未建立統(tǒng)一集中管理制度，且相關技術質(zhì)量標準不完善，造成管道實際焊接固定及使用維護工作中缺乏制度支撐，約束力較弱，無法從制度上保障鍋爐的運行質(zhì)量。

3 電廠鍋爐管道焊接問題的解決對策研究

3.1 合理選擇焊材型號

火電廠的鍋爐管道要承受高溫高壓的工作介質(zhì)，所以管道焊接時焊材選型要求較高，作業(yè)人員在材料型號選擇時，一旦存在失誤或者是在材料存放時粗心大意未履行監(jiān)管職責，都會導致管路焊接質(zhì)量達不到要求，進而影響鍋爐的運行質(zhì)量。為做好焊材的選型及出入庫管理工作，應建立專門的臺賬，包含焊條材質(zhì)、型號、規(guī)格、使用條件以及庫存數(shù)量等字段信息，并保證存儲環(huán)境的干燥。焊條領用后，需要用焊條專用保溫桶進行存放，避免焊材受潮降低焊接質(zhì)量，此外，相關部門必須加大焊材的質(zhì)量檢查力度，避免次品的焊材進入設備現(xiàn)場，對未來生產(chǎn)造成安全隱患。后期，公司也可以根據(jù)使用記錄，做好焊材質(zhì)量跟蹤工作，與信用較佳的廠家建立永久合作關系。

3.2 重視焊前對口工作的檢查

該項工作由一線焊接作業(yè)人員及項目質(zhì)檢人員一起參與，最終工作結(jié)果由專業(yè)技術人員組成小組共同確認。嚴格保證管道斷口及附近10～15 mm 范圍內(nèi)的清潔狀況，避免錯口和焊接間隙超過標準。在焊接前應搭建防雨防風裝置并穿戴好勞保防護用品，做好相應的準備工作。另外，焊材在使用前需嚴格按照規(guī)定執(zhí)行烘烤流程，烘烤時間不得超出規(guī)定范圍[3]。在焊接中使用的氬氣來源要正規(guī)可靠，含量必須大于99.96%，且使用前必須檢驗其純度，在合格后方可開展焊接工作。在實施管路焊接時，謹遵相關操作要求，焊接完成后出具相應的質(zhì)量檢測報告。

3.3 強化焊接過程管控力度

為了充分保障火電廠鍋爐管道的焊接質(zhì)量，提高綜合作業(yè)效率，在焊接安裝過程中，需要提前規(guī)劃，設計好相應流程，從各環(huán)節(jié)上對焊接質(zhì)量及進度進行科學把控，嚴格保證每一步質(zhì)量及項目進度。

一是工作計劃環(huán)節(jié)：以焊接結(jié)果為導向，對焊接安裝質(zhì)量的需求進行充分分析，設計出合理的指導書，并按照指導書進行細化，制定出每一步詳細的焊接安裝過程管控流程，差異化對焊接質(zhì)量進行控制。在此過程中，工作指導書切忌憑空捏造，要廣泛收集聽取各方建議，多開會，多討論，才能保證工作計劃制定的科學性。

二是焊接施工環(huán)節(jié)：在實際管道焊接過程中，針對有預熱和熱處理需求的焊縫，嚴格按照相關工藝要求設置焊接參數(shù)。圖中的典型例子均需要多層多道進行焊接工作，這就要求專業(yè)技術人員做好質(zhì)量卡控工作。特別是SA335P 類型的焊縫，焊接要求較高，要指定人員實時監(jiān)測，做好焊接過程溫度和時間控制，把控好焊接厚度及速度，確保每一環(huán)節(jié)工序都按標準流程進行施工，不能出現(xiàn)私改步驟、偷工減料等情況。此外，安全生產(chǎn)大于一切，在鍋爐管道焊接安裝過程中，應著重增強焊接人員的安全意識，保障作業(yè)人員生命安全。首先，充分學習焊接過程中相關焊接設備如氬弧焊等的操作規(guī)程，熟練掌握其使用方法，避免操作不當而造成安全事故。其次，應穿戴好防護服/護目鏡等，并將焊接設備工作電纜也做好防火保護，避免焊接過程中火花飛濺造成火災等事故，危害作業(yè)人員人身和財產(chǎn)安全。最后，定期開展安全教育培訓及事故演練，提高作業(yè)人員安全焊接意識，使作業(yè)人員對事故安全風險有一個全面深刻的認識，在以后焊接工作中多一些謹慎，做好第一責任人。

三是工作驗收環(huán)節(jié)：該環(huán)節(jié)主要是火電廠鍋爐管道的焊接工作進行整體、全面性的驗收，根據(jù)相關國標和焊縫的實際情況，對于具備射線或激光探傷的焊縫，應百分之百進行探傷。對于無法進行射線探傷的焊縫， 借助表面磁粉探傷的方法對管道焊縫表面及附近位置進行全覆蓋的檢驗，保證焊接工作總體通過驗收。

3.4 落實焊接工作質(zhì)量責任制

積極落實焊接工作質(zhì)量責任制也可以間接提高鍋爐管道的焊接質(zhì)量，在明確各級作業(yè)人員的生產(chǎn)職責基礎上，利用上下級管理關系，形成萬一焊接工作中發(fā)生事故，便可逐級匯報，并將具體的責任量化，追究到個人。此外，建立獎懲機制，提高員工積極性。將員工的獎金與日常生產(chǎn)進行掛鉤，對于主動提出的合理化建議如果切實幫助提高了鍋爐管道焊接生產(chǎn)工藝，可以申請加分等。在這種情況下，員工將采取更加積極的態(tài)度來面對焊接工作。

4 結(jié)語

鍋爐在火力發(fā)電廠發(fā)電過程中扮演著重要角色，其工作效率直接影響到火力發(fā)電廠總體的生產(chǎn)效率，對其管道的焊接安裝質(zhì)量進行整體把控有助于從源頭上保證鍋爐的運行質(zhì)量。以某電廠鍋爐為例，在介紹電廠鍋爐管道焊縫無損檢測的相關標準的前提下，對電廠鍋爐管道焊接中存在的凸臺現(xiàn)象、部分焊縫無法進行射線探傷、焊工水平有待提高等問題進行了分析，最后提出了合理選擇焊材型號、重視焊前對口工作的檢查、強化焊接過程管控力度、落實焊接工作質(zhì)量責任制、提高焊接人員的技術水平等相應的解決對策，極大地提高了電廠鍋爐管道的焊接質(zhì)量，保證了鍋爐系統(tǒng)的安全可靠運行，對未來發(fā)電廠鍋爐管道的焊接技術研究具有一定的借鑒意義。