660MW超超临界机组建设焊接质量监督

刘炜

摘 要：该文就660 MW超超临界机组的基建焊接工作进行了阐述，结合工程实践中设备监造、设备验收、设备安装发现的焊接质量方面的问题进行了分析和处理并对基建焊接质量监督提出一些建议，为超超临界机组基建焊接技术管理提供参考和借鉴。

关键词：超超临界 基建 焊接

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0092-02

江苏射阳港发电公司三期扩建工程共建设2台660 MW超超临界火力发电机组。工程的三大主设备型号分别如下。

锅炉型号DG2060/26.15-Ⅱ2，为超临界参数、一次中间再热、前后墙对冲燃烧全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。

汽轮机型号N660-25/600/600，为超超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式。

发电机型号QFSN-660-2-22，自并勵静止可控硅整流励磁系统的三相交流隐极式同步汽轮发电机，其出口电压为22 kV。发电机冷却方式为水—氢—氢。

1 焊接质量管理的内容和要求

焊接质量监督管理大致包括：资质审查、工艺审查、焊接质量巡查（包括旁站监督）3个方面。整个焊接管理分为焊前准备、焊接过程监控和焊口质量检验（含焊口无损检测）3个过程。

焊接质量管理中应执行的主要规范有：DL/T869《火力发电厂焊接技术规程》、DL/T678《电站钢结构焊接通用技术条件》、DL/T5210.7《电力建设施工质量验收及评价规程第7部分：焊接》、DL/819《火力发电厂焊接热处理技术规程》等。

1.1 资质审查

资质审查的对象包括所有的焊接相关人员：焊接技术人员、焊接质量检查人员、焊接检验人员、焊工及焊接热处理人员。

人员资质审查中容易出现的问题有：证件超过有效期、焊工考试的项目与从事的焊接项目不符、无损检测人员资质等级不符合要求等。

1.2 焊接材料

焊接材料包括焊条、焊丝、钨棒、氩气、氧气、乙炔和焊剂等。

焊接材料应符合国家标准或有关规程的要求。焊条、焊丝要有制造厂的质量合格证，合格证的内容应包括化学成分、力学性能。合金钢焊条、焊丝应按批进行光谱抽检。

钨极氩弧焊用的电极宜采用铈钨棒，所用氩气纯度不低于99.95%。

1.3 焊接工艺和检验

施工单位的焊接工艺评定项目应能覆盖工程施工中的全部焊接工作。

原则上承压焊口都需氩弧焊打底，小径管采用双氩焊接。

焊口应连续完成，若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施，再焊时应仔细检查并确认无裂纹后，方可继续施焊。

1.4 不合格焊口处理

不合格焊口的处理原则应按DL612《电力工业锅炉压力容器监察规程》第8.6.3条的规定执行。

焊接修复应执行DL/T869《火力发电厂焊接技术规程》第8节的规定。

2 焊接施工过程监督

2.1 焊前准备

焊条焊剂使用前应按其说明书要求进行烘焙，重复烘焙不得超过2次。

焊接重要部件的焊条，使用时应装入温度保持在100 ℃～150℃的专用保温筒内，随用随取。

下料坡口的加工应采用机械加工方法进行，有预热要求的必须进行焊前预热并要达到规定的预热温度。

2.2 焊接过程监督

严禁在被焊件表面引燃电弧，试电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材表面不得焊接对口用卡具。

中、高合金钢管子或管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩气或混合气体保护并确认保护有效。

应特别注意油系统、发电机水冷、氢冷管道焊缝的检查并关注系统的清洁度。

对管线长的补给水、除灰及其他需要进行分段水压试验的管道，最后无法进行水压试验的焊口要进行无损检测。

2.3 焊后检验

焊后检验包括焊工自检、工地技术员质检、施工单位三级质检、监理会同业主质检、无损检测等。

焊缝外观检查：包括焊缝成型、咬边、余高、表面缺陷检查等。

承压焊口无损检测的方法、比例应严格执行DL/T869《火力发电厂焊接技术规程》的有关规定。

检验工作中应执行DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》、DL/T821-2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》、JB/T4730-2005《承压设备无损检测》等规程规范。

3 大口径管道焊接质量控制要点

对于P92牌号的蒸汽管道（包括主蒸汽管道、再热蒸汽管道和主给水管道），其可焊性较差，必须严格执行焊接工艺、严格控制焊前预热温度并做好层间温度控制及焊后热处理。

P92钢管的焊接工艺要点如下。

（1）推荐焊接材料：德国蒂森Thermanit MTS616焊条。

（2）P92钢有冷裂纹倾向，焊前必须预热。钨极氩弧焊预热温度≥150 ℃；手工电弧焊预热温度≥200 ℃。

（3）P92钢有热裂纹倾向，必须控制焊接线能量、层间温度（<300 ℃）、焊道厚度（<焊芯直径）、焊道宽度（≤3倍的焊芯直径，且小于4 mm）。

（4）必须采取多层多道焊，比如壁厚72 mm的管道，焊层应达到24层。

（5）P92管道焊缝的一个潜在问题是冲击韧性低，焊接工艺评定表明，为了保证焊缝的冲击韧性，一定要用小的焊接线能量、控制层间温度，保证小的焊层厚度（2.5 mm），为了达到此目的，控制焊条的焊芯直径是一个办法，即不允许采用焊芯直径4 mm的焊条，只允许用2.5 mm、3.2 mm的焊条（逼着焊工往“薄”焊）。

（6）背面进行氩气保护，根部焊道前三层必须有氩气保护。

（7）应对现场施焊焊接工艺的执行情况加强监督。在施工前对各种规格焊口进行焊道设计，并派专门人员对焊接过程进行旁站监控及记录。监控及记录内容包括：充氩装置及充氩效果、预热温度（氩弧焊层、电焊层）、层间温度、焊道厚度、焊道宽度、热电偶布置、加热器布置、温度设定等，使焊接施工过程符合工艺要求。

P92钢管的焊后热处理要点如下。

（1）焊缝焊完后采用石棉保温缓冷，在100 ℃～150 ℃至少停留1～2 h，待金相组织转变成马氏体后方可进行焊后热处理。

（2）焊后须及时进行热处理，否则易产生表面裂纹。当焊接头不能及时进行热处理（万不得已）时，应于焊后即时进行后热处理（加热温度350 ℃，恒温1 h）。

（3）控制升温、降温速度。

（4）控制内外壁温差、上下温差。

（5）热处理设备：推荐采用中频感应加热，以减小内外壁温差。

4 工程中发现的焊接方面的问题

4.1 设备监造时发现制造厂工业电视监控不到位

对某锅炉部件制造厂现场设备（低温过热器水平管组，垂直段）生产情况进行质量检查：焊缝X射线实时成像检测记录合格率现场反映为100%，无一次返修记录。与现场抽查情况明显不符（现场抽检焊口存在咬边缺陷，如图1所示）。处理：对该批次的焊口重检，并要求该制造厂加强工业电视的监控。

4.2 设备安装中发现的问题

（1）检查发现电建公司在5#炉水冷壁、包墙过热器、低温再热器三级管组等地面组合时焊前预热工作不到位：一方面对焊前预热不重视，另一方面无焊前预热的温度监控手段。要求施工单位严格焊接工艺、重视焊前预热工作。施工单位及时给焊工配备测温笔并加强焊接工艺质量检查。

（2）垂直段水冷壁前墙对接2只焊口错口量超标（焊接代号W2-13，焊口编号431、432），要求施工单位返修并请施工单位严格焊接工艺、重视焊口对口工作。加强焊接前的对口情况检查：坡口制备情况、对口间隙是否符合要求、有无错口、折口等。

（3）水冷壁后墙过渡段被割伤。

（4）一只高压疏水焊口（P92材质）硬度过高（硬度大于270 HB，不合格）。对策：重新热处理、重新检验。

5 技术资料管理

工程施工中应特别注意焊接相关的技术资料的收集和整理，主要的焊接技术资料如下。

（1）焊工自检记录。

（2）焊接工程一览表。

（3）承压焊口示意图。

（4）受监部件使用的焊接材料质量证明书。

（5）受监焊口的质量检验报告、探伤底片。

（6）受监焊口的热处理曲线记录图、热处理报告。

（7）焊接工艺评定、作业指导书、热处理作业指导书。

（8）焊接工程技术总结。

6 结语

整个工程建设期间焊接工作量很大（该公司一台660 MW机组受监承压焊口为5万余只），相应的焊接质量监督、检查的量也很大。业主方焊接专职、监理方焊接工程师、施工单位焊接主管等相关人员须通力协作才能保证焊接质量管理工作的胜利完成。

参考文献

[1] 谷俊杰，冀乃良，曹曉威.超临界机组协调控制方法研究及模型分析[J].华北电力大学学报：自然科学版，2013，40（2）：73-77.

[2] 曹晓威，谷俊杰，王丕洲.超临界机组协调控制系统的分析与改进[J].电力科学与工程，2012，28（10）：57-62.