火力发电厂凝汽器不锈钢管板的焊接施工技术,凝汽器不锈钢管板的焊接施工技术的关键在于焊前焊中和焊后的防污染处理,自动焊机的参数控制、仪器对中,焊后的质量检查和必要的补焊。本论文适用于指导火力发电厂凝汽器不锈钢管安装或检修中的管板密封焊接工作。

1概述

随着国家节能减排、保护环境政策的实施,随着各地经济的快速发展,电力需求越来越大,为了满足日益增长的用电需求和节能减排的需要,燃煤火力发电机组向着更大型更高效的方向发展。在火力发电厂热力系统中的重要热力交换设备就是凝汽器它的作用是:将汽轮机做完功后的乏汽经冷却变成凝结水后,再经除氧后重新打入锅炉,实现火力发电厂的汽水循环。

不锈钢管板密封焊接是凝汽器施工过程中的一道重要工序。不锈钢管安装需要经过穿管、清洗、切管、再清洗、胀管、焊接等工序。焊接采用专用的管板自动焊机,自熔不加丝焊接,利用电弧熔合管和板,达到密封的效果,保证在汽的一侧不会有循环水渗入。本文采用的全自动钨极直流/脉冲氩弧焊管板焊机,机头由电机驱动装置、焊接旋转部分、定位装置、弧长控制部分、气体、保护部分等组成,具有良好的焊接工艺性能。通过调整焊机机头旋转速度、焊枪角度、焊接工艺参数,以保持钨极与焊面的稳定间距,可实现连续多道焊接,保证焊机运行平稳、弧长高度的稳定和焊接质量的可靠;可精密实现TIG管/板焊,达到理想的焊接效果。焊机主要采用悬挂式芯杆定位方式,机具移动方便,焊接易于定位,减轻操作者工作强度,适应于管径范围为1680mm的各种设备管伸出、管平齐等管板形式的自动化焊接。

由于不锈钢管具有较全面的综合力学性能、较强的耐腐蚀性能和较好的焊接性,采用不锈钢管的凝汽器,可以与不锈钢管凝汽器一样做到凝汽器无泄漏,可以节省铜管凝汽器的换管和检修维护工作,它的使用寿命是铜管的3-4倍,达到与主机同样寿命30-4O年。因此也就具备了一次性投资,长期受益的特点,特别是在内陆地区火力发电厂冷凝器中广泛应用,不锈钢的数量都在几万根以上,多的近5万根,焊口近10万个。不锈钢管规格一般为25×0.5mm25×0.7mm两种,管板主要是不锈钢复合板,总厚度为3540mm,其中不锈钢层厚度约为5mm

2焊接工艺要点分析

本工艺采用自熔不加丝全氩弧脉冲工艺,全自动焊接。采用较小的焊接电流和较快的焊接速度,该工艺减少了焊接熔池过热,加快了冷却速度,有效的防止和减少了焊接接头处的晶间腐蚀;焊缝成形良好,不会产生任何应力集中或点蚀的缺陷;控制合理的焊接次序,降低了焊接残余应力水平;采用脉冲式焊接,减少了焊缝金属在高温下的停留时间,防止了焊接接头的盯相脆化;焊前的高度清洁限制了焊缝金属中的sPc等杂质的含量,防止了焊接热裂纹的产生;在确保焊接接头具有良好的焊缝组织和综合性能的同时,具有较高的焊接工作效率,其焊接速度快,生产效率是手工焊的4倍。外观成型美观,焊接质量好。

3焊接施工工艺

3.1管板焊口采用自熔不加丝脉冲自动钨极氩弧焊。

3.2焊接接头的装配形式采用平行接头,切管时注意保证尺寸达到要求,冷却管伸出管板的长度保持0.3-0.5mm。如图1所示。

3.3焊接之前要对焊口进行再清洗,清洁度以白绸布蘸酒精擦拭不染色为合格。清洗完毕的管口严禁用手触摸,暂时不焊的管口用塑料薄膜覆盖,以防污染。

3.4在第一次接通氩气或更换氩气之后、焊接之前要排空焊机及管路中的不纯气体,放气时间约1分钟。

3.5中心定位导杆的外径和焊管内径的间隙以0.1-0.2mm为宜。应防止中心定位导杆插入时带入杂物。

3.6起弧和收弧:从11点位置起弧,顺时针旋转焊接一周后在12点位置开始衰减,在3点位置收弧,焊嘴自动返回到11点起弧位置,准备二次焊接。

3.7焊接工艺参数见表2

3.8在焊接过程中采用Z形跳焊法,以防止局部变形过大。如图2所示。

3.9双侧施焊时,不得同时焊接一根冷却管。单侧施焊时,另一侧严禁进行割、胀、切管等工作。

3.10焊接过程中,如发生异常中断时,应重新清理焊口,调整参数后,再继续焊接。

3.11焊工在施焊过程中如发生返工等异常情况,应立刻停止作业,不能自行处理,并及时联系技术人员。

3.12补焊次数一般不得超过2次,如果焊缝产生一般性的缺陷可用自动钨极氩弧焊机进行再熔化来修整缺陷,补焊前必须对缺陷处进行打磨。

3.13如果焊缝产生较严重的缺陷时,应采用手工补焊,补焊时熔池应始终处在氩气保护下,在焊接收弧时,应先将熔池填满,然后按下衰减按扭,同时将电弧移至焊缝边缘,待焊缝冷却后再将焊枪移开。

3.14焊口修补长度超过5mm时采用分段焊,每焊完一段后,待焊缝温度冷却至50%以下后再焊另一段,以此类推。

4质量控制

4.1焊接质量标准执行《火力发电厂凝汽器管板焊接技术规程》DL~10972008。焊缝外观质量标准按以下执行:

4.1.1焊缝外观检查合格后,再进行着色检查;

4.1.2返修后的焊缝必须重新进行外观检查和着色检查,符合质量标准后方为合格;

4.1.3焊缝表面应均匀、美观、呈鱼鳞状。焊缝余高应不大于0.5mm,焊缝宽度为2.54mm

4.1.4焊缝表面不允许有裂纹、气孔、未熔合、焊偏、管翻边等缺陷;

4.1.5焊缝表面颜色不允许出现紫色、蓝色、灰色、金黄色;

4.1.6焊缝着色检查不允许有任何缺陷显示。

4.2质量保证措施

4.2.1凝汽器不锈钢在穿管、切管、胀管时,一定要保证焊口表面的清洁度,去除所有油渍。

4.2.2在焊接前,焊机一定要调试好,并在试件上进行试焊。

4.2.3在焊接过程中,采取相关措施保持工作环境清洁。

4.2.4焊完后进行自检,有缺陷要进行明显的标记,严禁使用油性笔标示。

5不锈钢管防污染措施

5.1不锈钢管,存放时,用硬木、橡胶或塑料与其它钢种隔开。

5.2不锈钢管焊接作业过程中,要防止灰尘飞扬,特别是含有研磨碳钢粉末的灰尘。

5.3不要把不锈钢管直接放在地面上,防止油脂污染。

5.4防止机械性损伤破坏不锈钢管表面。

5.5不锈钢管不能直接在存放架或其它钢板上拖拽。

5.6吊装不锈钢管板时,使用高强度复合材料绳,不能使用普通钢丝绳。

5.7不锈钢管板焊接过程中,不锈钢表面接触的用具,如管板自动焊机的定位装置,应选用与不锈钢相当的材料,不得使用可能造成铁离子污染的工具。

5.8在安装不锈钢管的过程中,严禁用铁锤或铁器直接敲打,且不得产生锤击烙印。

5.9不锈钢管板施焊前需用丙酮或酒精将接头处的油污等杂物清洗干净,并做好保护。焊接时,不允许在不锈钢非施焊表面直接引弧。

5.10焊接完毕后应采用塑料薄膜覆盖不锈钢管板表面,防止灰尘、铁削污染。

6结论

采用本文的焊接工艺措施,可以保证火力发电厂凝汽器不锈钢管板的焊接质量;采用本文的工艺与用手工焊相比,工作效率大大提高,是手工焊的4倍以上,施工人员大大减少,同时焊接成型好,焊接质量显著提高,焊口返修数量大大减少,有利于电厂安全稳定运行,此外,氩气用量也大大减少,施工人员的劳动强度大大降低,一台300MW的机组可以节约直接成本30万元以上。可以作为指导大型火力发电厂的凝汽器焊接施工的工艺。