电站锅炉管道焊口返修技术

李莉 王进

1. 概述

目前, 电站锅炉参数和容量不断增大，锅炉焊口数量增加，如1 000MW机组受热面焊口可达到60 000余道，而且焊口布置更加集中，致使焊接难度大，造成不合格焊口增加和焊口返修难度增大。因此，对不合格焊口返修是焊接过程中一个重要的环节，可是往往在工程中对焊缝的返修技术掌握不够，造成了焊口的二次返修甚至锯口重焊。同时，焊缝返修是在产品刚性拘束较大的情况下进行的，返修次数的增加，不但会带来时间和材料的浪费，更主要的是会造成产品质量下降，规程上规定返修次数一般不宜超过两次。因此，在出现返修的情况下，必须有相应的操作技术，保证返修一次合格。

图1 低温过热器集箱焊口

表1 焊接缺陷产生几率统计（%）

2. 返修的技术措施

（1）确认返修人员 当焊缝出现返修后，通常情况下采取谁焊谁返。但是，这种观念不可取，因焊缝返修不同于正常的焊接工作，情况相对来讲要复杂得多。例如：低温过热器集箱焊口（见图1），焊接时采用提起一排焊接一排的方法，但是在焊接完成后集箱和管排成为一个整体，处理缺陷的难度增大。因此，处理这一类缺陷时应选择返修经验丰富、合格率较高、责任心较强的焊工。

（2）确定缺陷的性质 在现场返修中，主要出现的缺陷有气孔（群孔、条孔）、夹渣及未熔合。各种缺陷在返修焊口中的比例如表1所示。

从表1中可以发现，群孔、单个气孔及夹渣缺陷在小径管中出现频率较高的缺陷，在返修时，可以比较直观地挖出缺陷。条孔、未熔合及未焊透等平行于焊缝的条状缺陷，在清理时不能直观看到缺陷。小径管中未熔合和未焊透缺陷在返修时也无法直观地看到缺陷。因此，可根据焊接缺陷的性质和形状制定具体的挖补措施。

（3）确认缺陷的位置 确定缺陷性质后，缺陷位置的确认是非常重要的，开始返修前，应先根据检验部门提供的无损探伤通知单和X射线底片，在焊缝上确定返修部位。各种焊接方法及焊接位置经常出现的缺陷位置如表2所示。

在射线底片上无法确定缺陷的具体位置时，为了减小返修的盲目性，可根据射线底片结合表2缺陷产生的位置进行清除。大径管采用超声波探伤检测核定返修部位，探测缺陷深度，最后再确定清除缺陷的位置。这样排除了返修的盲目性，提高工效，既节约焊材又保证了质量。

3. 缺陷的清除

对于小径管焊接缺陷进行返修时，按照返修单上位置清除缺陷。因为返修单上焊缝形状小于射线底片上的焊缝形状，因此，清除缺陷时要向焊缝长度方向两边各延伸10~15mm，缺陷焊缝宽度的挖补为原焊缝的宽度。而对于未熔合、未焊透这类缺陷，一般容易出现在焊口的打底部位，如未挖出缺陷将此位置挖补到根部，挖补宽度为原焊缝的宽度。大径管返修时，当达到缺陷所在的深度时，应边打磨边严密仔细检查，直至将缺陷全部清除为止。如果无法确定是否已把缺陷清除掉时，最好用超声波探伤进行一次检测，避免把缺陷遗留在焊缝内就进行焊接，做到万无一失。

对裂纹、未焊透等线状缺陷的焊缝返修，在将要挖到缺陷所在深度时，边打磨边用着色试验分层检验，在彻底清除缺陷后，方可补焊（见图2）。

表2 焊接缺陷产生的部位

图2 管道裂纹缺陷修补

4. 缺陷位置的补焊

工程中经常会发生不合格焊口清除缺陷后，在具体补焊时又出现新的缺陷。本文针对焊口的补焊，主要从以下几个方面做起：

（1）焊接设备及仪表应定期检查 需要计量的部分应定期校验。

表3 小径管补焊参数

表4 大径管补焊参数

设备：逆变焊机（Z X 7—400）、热处理机、角向磨光机及电磨等。

工具：工具包、焊钳、焊工专用凿子、榔头、钢丝刷、保温筒、钨棒盒、手电筒、面罩、防护眼镜及氩弧焊枪等。

（2）焊接材料 焊条、焊丝应有制造厂的质量合格证，且应按焊材质量验收规定进行验收。合金钢焊材入库前应该进行光谱抽样检查。

焊条、焊丝应存放于干燥、通风良好、温度＞5℃，且相对空气湿度＜6 0%的库房内。焊条、焊丝应按品种、型（牌）号、批号、规格、入库时间等分类存放于库架上，且有准确的标识。

焊丝使用前应清除锈垢和油污，严禁使用已生锈的焊丝。焊条使用前必须进行烘干，重复烘干不超过两次，现场使用时应装入80~110℃的专用保温筒内，且必须通电保温，应随用随取，严禁使用已受潮的焊条。

（3）确定焊接参数 具体补焊参数如表3、表4所示。

（4）清理 补焊时去除坡口及两侧各20mm范围内的油污、铁锈等杂物并打磨出坡口（一般选用V形坡口）。补焊时按原参数进行焊接。

（5）无损检测 大径管道（厚度>60mm）采取分层焊接分层探伤的方法，尤其是在管直径较小，不能进行双面焊的情况下，在封底焊结束焊到20mm左右时出现的焊接缺陷应在返修后及时进行射线检测，排除缺陷。下面的焊道可焊至一定厚度再分层拍片。采取分层焊接分层探伤适用于厚壁管道的焊接，这样大大地提高了焊缝的返修合格率。

（6）预热 对需要进行预热的焊口，一般中小径管采用氧乙炔焰；大径管采用远红外电脑控温仪进行预热。焊条电弧焊进行补焊时，即便是不需要进行焊前预热的焊口也应适当使用氧气火焰进行预热，因为补焊时只是焊缝的一部分，管子温度低易产生新的焊接缺陷。

（7）返修 应将补焊处打磨成与原焊缝的余高及宽度相一致，并圆滑过渡到母材，防止脱节。外观检查合格后，按规定要求进行无损探伤。

（8）焊后热处理 采用与原焊缝相同的焊接热处理工艺对补焊部位进行热处理，一般采用远红外电脑控温仪进行。焊后经外观检查合格后进行无损探伤。

5. 结语

经过采取上述返修措施，提高了电站锅炉焊口返修的合格率，避免了焊缝因多次挖补使焊接接头应力的加剧，焊缝组织粗大，产生热影响区冷裂纹、延迟裂纹，保证了电站锅炉整体的焊接质量。