司曉飛

我國(guó)近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)能源提出了新的需求，為了滿足社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求，600MW火電機(jī)組以其大容量、高參數(shù)、低能耗低污染已經(jīng)成為我國(guó)火力發(fā)電行業(yè)發(fā)展的主要方向。我國(guó)600MW火電機(jī)組的制造能力已經(jīng)接近世界國(guó)際80年代的水平。由于600MW機(jī)組焊接工作工程量大、焊口數(shù)量多，機(jī)組鋼材構(gòu)成復(fù)雜，因此其焊接技術(shù)也面臨著越來(lái)越高的技術(shù)要求。

一、600MW機(jī)組焊接工作的難點(diǎn)分析

1、焊接工程量大

600MW機(jī)組作為大容量、高參數(shù)、低能耗、低污染的大型火力發(fā)電機(jī)組，其相對(duì)于100～200MW的小型火力發(fā)電機(jī)組具有更大的機(jī)組設(shè)備體積，不僅工作系統(tǒng)更加復(fù)雜且輔助設(shè)備的數(shù)量也要多很多。600MW機(jī)組作為我國(guó)火電行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展和推廣的大型火力發(fā)電機(jī)組，在工程建設(shè)階段有著龐大的焊接工作量，即便拋開輔助鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作量，一臺(tái)鍋爐本體的焊口仍然多達(dá)30000多個(gè)，龐大的焊接工作量會(huì)使焊接工程的工期延長(zhǎng)，無(wú)論對(duì)焊接人員的技術(shù)和心理素質(zhì)要求都比較高，由于600MW機(jī)組的嚴(yán)格技術(shù)要求，因此對(duì)焊接質(zhì)量的要求也非常高。

2、機(jī)組涉及鋼材品種繁多，焊接規(guī)格不統(tǒng)一

我國(guó)的600MW機(jī)組雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了90%的自主國(guó)產(chǎn)化，但設(shè)備使用的鋼材卻絕大多數(shù)都需要從國(guó)外進(jìn)口。由于同一火電機(jī)組不同部位所選用的鋼材不同，其對(duì)焊接材料和工藝的要求也多種多樣。比如說(shuō)哈爾濱火電機(jī)組建設(shè)三廠生產(chǎn)的600MW國(guó)產(chǎn)化機(jī)組，在工程中應(yīng)用的鋼材不僅有中國(guó)的，還有美國(guó)和德國(guó)的，為了保證600MW機(jī)組建設(shè)的工程質(zhì)量及機(jī)組運(yùn)行安全性，在進(jìn)行機(jī)組焊接時(shí)需要針對(duì)不同國(guó)家不同品種的鋼材選擇不同的工藝和焊接材料，而且還要根據(jù)結(jié)構(gòu)的形狀和特性合理選擇焊接方法，這不僅影響了焊接工程的工程進(jìn)度，還對(duì)機(jī)組焊接人員的技術(shù)水平提出了極高的要求。

3、工程焊接難度較大

600MW機(jī)組相對(duì)于100～200MW機(jī)組，其龐大的體積導(dǎo)致了焊機(jī)工作的比較復(fù)雜。在600MW機(jī)組的焊接工作中，其主蒸汽管道普遍厚度大于100mm，最大直徑更是達(dá)到800mm，這種大規(guī)格的管道焊接工作運(yùn)用傳統(tǒng)的焊接手段根本難以保證焊接質(zhì)量。另外在600MW機(jī)組的小口徑管壁厚度也很大，普遍超過(guò)10mm，小口徑的管壁對(duì)焊接的質(zhì)量要求很高，焊縫的探傷工作很難進(jìn)行，這些都為我國(guó)火電機(jī)組的焊接技術(shù)的水平帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

二、600MW機(jī)組焊接工藝分析

1、全氬弧焊接技術(shù)

為了獲得更高的發(fā)電效率，600MW機(jī)組的鍋爐內(nèi)受熱管道十分密集，為了在焊接過(guò)程中減少對(duì)這些小口徑管道的損傷并降低焊縫對(duì)受熱管道受熱的影響，在600MW機(jī)組的焊接工作中普遍采用全氬弧焊技術(shù)。全氬弧焊通過(guò)在電弧焊的周圍通氬氣作為保護(hù)，將空氣隔絕在焊區(qū)之外從而防止了焊區(qū)的氧化，具有電流密度大、熱量集中，熔敷率高和焊接速度快的優(yōu)點(diǎn)。作為一種能夠有效防止鋼件在焊接過(guò)程中變形損壞的優(yōu)秀焊接方法，600MW機(jī)組的焊接中對(duì)全氬弧焊接工藝的使用頻率極高。不僅應(yīng)用于受熱管道的焊接工作上，在省煤器排管、鍋爐受熱面過(guò)熱器等工作中也會(huì)經(jīng)常使用。

2、氬-電聯(lián)合焊接技術(shù)

600MW機(jī)組的焊接過(guò)程中，為了保證受熱面管道等位置的根部焊接質(zhì)量，還會(huì)大量采用氬-電聯(lián)合的焊接技術(shù)。氬-電聯(lián)合的焊接技術(shù)的焊接質(zhì)量不僅高于全氬弧焊，而且氬-電聯(lián)合技術(shù)的應(yīng)用還能降低焊接成本。因此這種技術(shù)在600MW機(jī)組的四大管道焊口中普遍采用，一些中低壓管道口也會(huì)選擇氬-電聯(lián)合焊接技術(shù)進(jìn)行管道口的焊接處理，抽氣、給水泵進(jìn)氣管道等位置也經(jīng)常會(huì)選擇氬-電聯(lián)合的焊接方法，氬-電聯(lián)合焊接技術(shù)在這些位置的應(yīng)用很好的解決了中低壓管道焊接的質(zhì)量通病，確保了600MW機(jī)組的使用壽命。

3、大口徑厚壁管道焊接技術(shù)

厚壁管道的焊接由于在焊接過(guò)程中受到三維殘余應(yīng)力的作用，焊接過(guò)程中容易引起冷裂紋、再熱裂紋。因此在進(jìn)行焊接大口徑厚壁管道時(shí)采用多層多道焊接工藝，以便于控制層間溫度，保證焊接的質(zhì)量。多層多道焊接技術(shù)應(yīng)用于于600MW機(jī)組大口徑厚壁管道的焊接十分高效，多層多道焊接下一道焊接對(duì)上道有回火作用，可以細(xì)化晶粒、提高韌性，而且還能能夠減小對(duì)管道的熱輸入量，降低形變量。但在應(yīng)用多道多層焊接技術(shù)時(shí)應(yīng)控制焊道的幾何尺寸、以薄層焊道為好，覆蓋面要寬，使細(xì)化面積大，也有利于擴(kuò)散氫的逸出。

4、焊口的無(wú)損探傷

600MW的焊口探傷難點(diǎn)主要在于大口徑厚壁管道的焊口探傷和小口徑厚壁管道的焊口探傷，目前普遍應(yīng)用于我國(guó)600MW機(jī)組的焊口探傷方法有射線探傷法和超聲波探傷法。為了確保焊縫根部質(zhì)量，對(duì)于厚壁管道而言，有以下兩種模式：在管道組合焊縫附近一空區(qū)域設(shè)置探傷孔，當(dāng)焊縫施焊到20mm左右時(shí)，利用γ射線源進(jìn)行中心透照探傷，整個(gè)焊口完成后，利用不同規(guī)格的探頭進(jìn)行超聲波探傷。管道焊縫附近區(qū)域不設(shè)探傷孔，當(dāng)焊縫施焊到20-25mm時(shí)進(jìn)行一次超聲波探傷;整個(gè)焊口完成后再進(jìn)行完整的超聲波探傷。

三、600MW機(jī)組焊接的質(zhì)量控制

600MW大型火電機(jī)組對(duì)焊接的質(zhì)量和技術(shù)要求非常高，一旦在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生虛焊、弱焊和部件形變現(xiàn)象，會(huì)對(duì)機(jī)組的運(yùn)營(yíng)和安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大影響，因此我們?cè)诤附舆^(guò)程中要做好600MW機(jī)組焊接的過(guò)程質(zhì)量控制。

1、關(guān)于焊接工作人員的焊接過(guò)程質(zhì)量控制

傳統(tǒng)的中小型火電機(jī)組焊接工作一般都是由火力發(fā)電企業(yè)自己培養(yǎng)的焊接人才負(fù)責(zé)，但600MW大型發(fā)電機(jī)組由于其焊接工程量大、焊接技術(shù)應(yīng)用復(fù)雜等原因普遍采取的是業(yè)務(wù)外包的模式，因此在焊接過(guò)程中我們要充分做好外包人員的質(zhì)量控制。做好焊接過(guò)程中的人員質(zhì)量控制不僅要求我們?cè)诤附庸ぷ鏖_始前對(duì)焊接人員的技術(shù)水平及焊接資質(zhì)進(jìn)行考量，還應(yīng)該就安全生產(chǎn)以及焊接技術(shù)要求等對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，通過(guò)抓好焊接工作人員的技術(shù)水平和提高他們的質(zhì)量意識(shí)來(lái)確保他們?cè)诤附庸ぷ髦心軌蛞赃^(guò)硬的技術(shù)和較強(qiáng)的責(zé)任心完成600MW機(jī)組的焊接工作。

2、關(guān)于焊接工具和材料的焊接過(guò)程質(zhì)量控制

完好、穩(wěn)定的焊接工具和優(yōu)質(zhì)、充足的焊接材料是保證焊接工作進(jìn)行和提高焊接工作質(zhì)量的重要前提，我們?cè)谫?gòu)置設(shè)備和焊接材料時(shí)時(shí)要盡量選擇資質(zhì)優(yōu)良的大廠家進(jìn)行購(gòu)買，并且要保證焊接工作中設(shè)備易損部件和焊接材料準(zhǔn)備充足，這就需要我們?cè)陂_展焊接工作前充分做好工程計(jì)劃，將焊接工作涉及的設(shè)備及材料提前準(zhǔn)備齊全并合理儲(chǔ)存，保證焊接過(guò)程中不會(huì)因?yàn)樵O(shè)備和材料問(wèn)題影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致工程延期

3、焊接工藝的質(zhì)量控制

焊接工藝的質(zhì)量控制是600MW大型火電機(jī)組焊接過(guò)程控制的重要組成部分，我們?cè)诤附庸こ糖熬蛻?yīng)該針對(duì)工程的特點(diǎn)進(jìn)行焊接工程施工設(shè)計(jì)。在焊接工程進(jìn)行中要根據(jù)具體的工作進(jìn)展對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)調(diào)整，并建立質(zhì)量工藝監(jiān)督機(jī)制，保證焊接工作能夠在行業(yè)規(guī)定的條件下按照工藝順序正確施工。當(dāng)焊接結(jié)束后還需要對(duì)焊縫進(jìn)行表面的和焊縫結(jié)構(gòu)的仔細(xì)檢查，在焊縫質(zhì)量檢查時(shí)可以采取機(jī)械檢查法、觀察法以及射線法和超聲波法等探傷檢測(cè)方法，保證焊接工程的施工質(zhì)量。