关于承压类特种设备焊接技术的分析

宋传静(河南省锅炉压力容器安全检测研究院驻马店分院,河南驻马店 463000)



关于承压类特种设备焊接技术的分析

宋传静
(河南省锅炉压力容器安全检测研究院驻马店分院,河南驻马店 463000)

【摘 要】随着承压类特种设备焊接工作参数的大幅度增加,以及焊接技术不断广泛的被应用,对于焊接技术,要求也变得越来越高,承压类特种设备在焊接的过程中,应该严格按照国家有关规定和标准,结合具体实际的情况来进行,因此,本文探讨了承压类特种设备应如何有效提高焊接的质量,探讨了相关的管理方法以及控制措施,希望对未来的焊接工作能够起到一定的借鉴作用。

【关键词】承压类特种设备 焊接技术 研究分析

承压类特种设备主要包括压力管道、压力容器、锅炉等。如:压力容器，指的是盛装液体或者气体，承载压力的密闭性设备。分离容器、换热容器、反应容器和贮运容器都属于压力容器，能够保持外部或内部压力的容器。为了确保压力容器能够正常安全的运行，必须确保其焊接质量。否则，将会导致泄漏或者是爆炸事故，对操作人员的安全造成巨大的威胁。因此，焊接是锅炉在制造生产中的关键工序，只有对其进行严格的管理和控制，才能确保锅炉制造的质量，保证锅炉设备的可靠安全的运行。本文对于影响承压类特种设备焊接质量的各项因素进行了分析，并且采取对应的措施，对焊接的各项工序进行有效控制，从而确保焊接的质量。而承压类特种设备焊接的质量控制，主要包含了焊接前的控制、焊接过程中的控制以及焊接后的控制。

1 承压类特种设备的主要焊接技术分析

承压类特种设备都是全焊结构，其焊接的工作量十分大，对于质量的要求也高。因此，焊接者在工作过程中，对于先进技术要不断进行研究和探索，得出一些较为经济的高效的焊接方法，取得了一定的进步。下面重点介绍在国内外的承压类特种设备制造业中，应用比较广泛的较为高效先进的焊接方法。

1.1 双面脉冲MAG自动焊接生产线

为了有效提高锅炉的热效率，降低材料的费用，大型电站的水冷壁管屏通常使用扁钢加光管组焊制成。这类型部件的尺寸外形和锅炉的容量为正比，一台大约600MW的电站水冷壁管屏，其拼接缝长度超过了万米。因此，需要使用高效的方法进行焊接。

1.2 对接高效焊接法

锅炉的管件接头、再热器部件、受热面过热器的数量以及壁厚，会随着锅炉容量的增加而不断增加，一个600MW的电站锅炉热器，其最大壁厚可以达到13mm，接头的总数达到上千个。以往的填充冷丝TIG焊接的效率，已经不能有效满足实际生产的要求。因此，应该采用高效率的高质量的焊接方法。

1.3 厚壁容器

窄间隙埋弧焊属于一种低耗、高效、优质的焊接方式。1985年，从瑞典公司引入第一台高效的窄间隙埋弧焊工作系统，现今，窄间隙埋弧焊在我国各大重型机械与锅炉化工机械制造厂中得到了推广以及应用，实际的经验显示，窄间隙埋弧焊的确是厚壁容器进行对接焊技术的最有效的选择。

1.4 大直径厚壁管生产中的高效焊接法

随着不断提升的输送管线的工作参数，直径较大厚壁管需求量快速增加，制造这种管材，较为高效的方法是把钢板压制成形，然后使用1条或者2条的纵缝进行组焊。因为厚壁管的焊接工作量比较大，为了有效提高钢管产量，一般采取5丝、4丝、3丝或者是串列的电弧进行高速埋弧焊。5丝的埋弧焊，对于16mm厚壁管的纵缝进行焊接，其最高的焊接速度可以达到156m一小时，对38mm的厚壁管进行焊接，其焊接速度可以达到100mm一小时。

2 承压类特种设备焊接质量的控制

2.1 焊工的管理

在承压类特种设备焊接的生产过程中，焊接工作对于压力容器的质量起到了决定性的作用。因此，进行压力容器焊接时，焊工应该按照考试规则以及标准进行相关的考试，在得出焊工合格证书之后，才可以在有效期内进行焊接工作。在操作中，焊工应该按照焊接工艺实施焊接。单位检查员应该对具体的焊接工艺进行相关检查，并且做好记录工作。从事生产的焊工，应持证上岗。倘若持证的焊工中断焊接工作超过六个月的，应该重新进行考试，合格后才能继续进行焊接工作。对于压力容器的制造单位来讲，应该建立每个焊工的技术档案，通过焊工的业绩档案，能够有效了解焊工的技术操作状况，便于进行管理，定期需要组织焊工进行学习，学习有关法规与标准，制订有效的焊工培训计划，不断加强焊工的业务水平，保证焊接质量安全可靠。

2.2 承压类特种设备焊接的主要质量要求

在压力容器上，对拉盘的垫板以及临时吊耳进行焊接，应该采取和压力容器壳体较为相似或者是在焊接性能和力学性能方面比较相似的材料，并且使用相适应的焊接工艺与焊接材料进行焊接。拉盘的垫板和临时吊耳在割除后，必须打磨平滑留下的焊疤，并且应按照图样的规定，进行磁粉检测或渗透检测，保证表面没有裂纹。在打磨后，其厚度应该超过该部位原先的设计厚度，不应该采取十字焊缝。两筒节间的封头拼接焊缝与纵缝，和相邻筒节的拼接焊缝和纵缝应该错开，并且焊缝中心线的外圆弧长通常应该大于筒厚的3倍，并且不得小于100mm。

2.3 焊接接头返修的质量要求

对于焊接接头返修，应该分析造成缺陷的原因，提出有效的返厂修理方案。在返修时，应该详细的编制返修工艺，经过工程师的批准后，才能够实行。返修工艺应该包括返修工艺编制、批准人的签字、焊材的牌号和规格、返修焊工的指定、焊接工艺的参数、产生缺陷的原因、避免技术措施。在同一部位，返修的次数不应该超过2次。返修超过2次的，应该经过制造单位总负责人的批准，并且将返修的部位、次数以及返修后的无损检测结果记入产品质量变更的报告书中。

2.4 返修的现场记录

对于返修的现场进行记录，应该尽可能详细，其内容应该包括施焊者与其钢印、层间温度、预热温度、焊接速度、电弧电压、焊接电流、焊接工艺参数、返修长度、尺寸、坡口型式、焊材牌号及规格、焊接位置、后热温度保温时间等。在焊后对承压类特种设备进行热处理，应该在进行热处理后，再焊接返修，然后做热处理。

3 我国焊接技术的新发展

3.1 锅炉集箱密排接管的焊接技术

在集箱筒体上焊接密排接管，具有固有特点，一台大约200MW

的电站，在其锅炉集箱上，接管能够达到1万个，焊接的任务量十分繁重。并且大多数接管是密排布置的，之间的间距较小，自动化焊接的难度比较大。在以往，通常采取焊条电弧焊的方式，但是效率较为低下，不能有效确保焊接质量。近年来，许多锅炉制造厂使用药芯焊丝或者实芯焊丝气体来对半自动焊进行保护，效率能够提高0.5到1倍，节约焊材20%到30%，但是由于气体保护焊的焊枪重量大大超过电弧焊焊钳的重量，增加了焊工自身的劳动强度。所以，推广这项技术的阻力也比较大，应该探索更加实用先进的解决办法。从长远的发展趋势来讲，焊接机器人和焊接机械手是实现焊接自动化和机械化的有效途径。

3.2 集箱接管焊接机器人工作站

集箱密排接管，采取焊接机器人进行自动焊接，应该是最好的解决方案，现今许多锅炉制造厂，向国外引进了焊接机器人，但是使用的效果不太理想。主要原因是由于焊接机器人的使用功能达不到技术要求，要想做好焊接工作，应该掌握下述两点，就是在焊接过程中焊枪能够自动追踪接缝的轨迹。还有，应该选择合适的焊接机器人，并且确保焊接工艺方法能够达到焊缝质量的要求。锅炉受热面的部件，包括了再热器、过热器和省煤器，制造这些部件的工艺较为相同，都是先焊接直管，再使用各种的焊接方法，将直管焊接到设计的长度，再使用系统弯管机上，把直管弯成蛇形的管，最后进行管屏组装，因为受热面的弯管以及部件的焊接工作量比极大，制作蛇形管焊接时，可以使用生产线来进行制造。

4 结语

随着我国承压类特种设备焊接工作的不断增加以及焊接技术不断地投入使用，有关单位应该对焊接技术给予重视，加强焊接工作的效率，在进行焊接的过程中，应结合具体实际的情况，严格地按照操作步骤来进行，按照技术规范有效完成焊接工作，有效的提高焊接的质量，希望对以后的工作以及相关单位起到一定的积极影响。

参考文献:

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[3]朱日良.管壳式换热器管板与换热管焊接常见质量问题的防止[J].化工设备与管道,2010(1):62-63.

作者简介:宋传静(1977—),女,河南信阳人,本科,毕业于中原工学院,材料科学与工程专业,工程师,目前主要从事锅炉压力容器压力管道检验检测工作。