第一篇：超超臨界機組焊接質(zhì)量控制

超超臨界機組承壓部件焊接質(zhì)量控制

超超臨界機組焊接質(zhì)量控制

一、工程概況

望亭發(fā)電廠改建工程為2×660MW級的超超臨界、中間再熱、燃煤發(fā)電機組。本工程項目公司為望亭發(fā)電廠，設計單位為華東電力設計院，主體工程監(jiān)理單位為安徽省電力工程監(jiān)理有限責任公司。

鍋爐采用上海鍋爐廠有限公司產(chǎn)品，為超超臨界參數(shù)變壓運行直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)；鍋爐采用半露天封閉、П型布置。

汽輪機采用上海汽輪機有限公司引進西門子技術的國內(nèi)首臺產(chǎn)品，汽輪機為超超臨界一次中間再熱，四缸四排汽，單軸凝汽式，機組能滿足各種運行方式，有較高的負荷適應性，能夠帶基本負荷并具有調(diào)峰能力，其中高壓缸（運輸重量為133t）、中壓缸（運輸重量為195t）為整體供貨。

發(fā)電機采用上海汽輪發(fā)電機有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。形式：水氫氫冷卻汽輪發(fā)電機，靜態(tài)勵磁。

二、焊接特點

鍋爐受熱面施工采用地面組合及高空安裝相結(jié)合的方法，因本工程屬于老廠改建工程，組合場地狹小，高空安裝工作量大，由此增加了焊接工作的難度，給焊工提出了更高的要求。本工程鍋爐設備為上海鍋爐廠首次設計600MW等級的超超臨界鍋爐，大量采用了T/P91、T/P92、Super304、HR3C等合金鋼，焊接的難度較大。本工程為超超臨界，鍋爐受熱面焊口數(shù)約五萬多只，且工程工期短，焊接工作難度相對較大。本工程超厚壁管道比較多，焊接及焊接熱處理時間較長，施工難度相對較大。

三、焊接過程中的質(zhì)量控制

目前，就電力建設行業(yè)來說，一個工程中所涉及到的承壓部件焊接工作特別多，從鍋爐受熱面、鍋爐本體連接管及爐頂鋼架到汽機四大管道及中、低壓管（包括汽機本體油管道）等等都需要進行焊接。這就涉及到一個焊接質(zhì)量問題，其好壞對一個工程是否合格或優(yōu)良起著決定性的作用。下面就在工程中如何把好焊接質(zhì)量關談一些看法。

在工程建設中如何使焊接質(zhì)量得到有效的控制。主要方法為：

1、人員培訓。超超臨界機組承壓部件焊接質(zhì)量控制

要求理論和實際相結(jié)合，培養(yǎng)出技藝出眾、作風良好的優(yōu)秀焊工。

2、材料控制，防止不合格的材料用于工程建設中或材料錯用等情況的發(fā)生。

3、制定合理的施工方案和工藝制度，確保和提高焊接工程質(zhì)量。

4、建立有效的質(zhì)量保證體系，從上至下形成質(zhì)量管理網(wǎng)絡，明確分工和職責。

1）首先要從人員培訓出發(fā)，沒有一批優(yōu)良合格的焊工，就不用談焊接質(zhì)量。培訓分為實際操作和理論學習兩部分。在實際操作過程中，要求焊工養(yǎng)成良好的習慣，如認真檢查對口質(zhì)量，培養(yǎng)正確的操作手法，認真清理層間飛濺和熔渣，認真進行表面質(zhì)量的自檢等。這樣就為以后在現(xiàn)場施工時打下一個良好的基礎。

實際操作水平高是焊接質(zhì)量保證的一個關鍵，但焊接理論知識的學習同樣不可忽視。根據(jù)以往的工程經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，培訓時往往注重實際操作的練習和考核，焊接理論知識的學習和考核則一點也不重視，這就造成了在現(xiàn)場施工中，一些焊工對焊接的基本條件不了解，不能夠正確識別焊接材料的種類及基本用途，有的焊工甚至連《焊接自檢記錄》的表格都不會填。所以，人員的培訓是保證焊接質(zhì)量的前提。在培訓考核過程中，要求培訓單位嚴格把關，培養(yǎng)出技藝出眾并能夠熟悉掌握理論知識的優(yōu)秀焊工。

2）焊接材料的控制。焊接材料的好壞及是否正確使用直接影響焊接質(zhì)量。不合格的材料可直接導致焊接缺陷的產(chǎn)生，如氣孔、夾渣等。如果用錯焊接材料就有可能產(chǎn)生嚴重的后果，特別是承壓管道的焊口，材料一旦用錯，不僅是焊口泄露問題，還可能引起重大的安全事故，對人身及國家財產(chǎn)帶來巨大的損失?？梢詮囊韵聨追矫鎭碜龊霉ぷ?，使焊接質(zhì)量得到保證。

a)入庫與存儲

焊接材料入庫前，工地材料員和焊條庫管理員應對每批焊材進行質(zhì)量驗證，看是否符合計劃要求和技術條件要求，不符合要求的一律不許入庫。正確填寫《焊接材料進貨記錄》和《焊接材料入庫檢查記錄》。

檢查焊接材料的型號、規(guī)格、數(shù)量是否與計劃一致，質(zhì)保書是否與實物一致。檢查外包裝及干燥程度：焊條、焊絲外包裝應完好無損，無受潮現(xiàn)象。將數(shù)根焊條放在手掌上相互滾動，如發(fā)出清脆的聲響，即表示焊條較干燥，如聽見的是低沉的沙沙聲，或表面起粉，或焊芯、焊絲已生銹，則表明已受潮。

檢查焊條藥皮強度：將焊條舉高1米，讓其水平跌落在光滑的水泥地面或 超超臨界機組承壓部件焊接質(zhì)量控制

鐵板上，應無裂口或脫塊現(xiàn)象。檢查焊條焊絲表面質(zhì)量：用肉眼觀察，焊條應無砂眼、鼓包、偏心、藥皮脫落、藥皮裂口等，焊條焊芯、焊絲應無銹跡。

氬氣入庫時，應檢查有無合格證明，并抽查氣瓶壓力是否充足。氬氣純度不得低于99.95%。

焊條庫應干燥、通風良好。庫房內(nèi)應配置遠紅外燈泡和除濕機、溫濕度表。庫房溫度應大于5℃，且相對空氣濕度小于60%。焊條庫管理員應經(jīng)常檢查溫濕度狀況，并且每天兩次（上、下午各一次）記錄溫濕度。焊接材料應按型號、規(guī)格、批號分類存放，并掛標識牌。焊條堆放應與地面、墻壁保持不少于300mm的距離，且堆放高度不宜超過1米。

b)焊條的烘燥。

焊工班（組）長應根據(jù)工作任務，將次日所需焊條數(shù)量通知焊條庫，以利焊條庫及時烘燥。

焊條烘燥應按其質(zhì)保書上的規(guī)范要求進行，一般堿性焊條350℃恒溫1小時、酸性焊條150 ℃恒溫1小時。烘燥時應按焊條型號、規(guī)格分開，并做好標識，嚴禁混淆。不同牌號的焊條盡量在不同的烘箱中分別烘燥。焊條烘燥時，升降溫速度應緩慢，嚴禁將冷焊條突然放入已升至高溫狀態(tài)的烘箱中，或?qū)⒑嬷粮邷貭顟B(tài)的焊條突然取出，造成藥皮開裂脫落。

焊條在烘箱內(nèi)應放置均勻，每層不宜太厚（一般不超過100mm為宜），使焊條得到均勻而全面的烘燥。烘燥后的焊條應放在100-150℃的低溫箱中待用。烘燥后領出使用而未用完的焊條，須做好標識，重新進行烘燥，但重復烘燥次數(shù)不得超過兩次。對嚴重受潮、二次烘燥未用完、存放超過三年以上的焊條和表面銹跡嚴重的焊絲等應報廢，并填寫《焊接材料報廢記錄》。

焊條烘燥應做好烘燥記錄。c)材料的發(fā)放與使用

焊工領用焊接材料，須憑施工班組長簽發(fā)的《焊工日任務單》。該單應填寫正確、齊全、清晰，否則，焊條庫應拒絕發(fā)放。

特殊用途的焊接材料（如合金鋼焊條、焊絲、不銹鋼焊條焊絲等）應由技術員或?qū)９ず炞?，方可發(fā)放。

焊條庫管理員應認真核對領用單上的材料型號規(guī)格，以防錯發(fā)。焊工領用時 超超臨界機組承壓部件焊接質(zhì)量控制

也要核對，防止錯領。

焊工應帶焊條筒領用焊條，焊條用于受監(jiān)部件焊接時，應帶保溫筒領用。否則，焊條庫應拒絕發(fā)放。

二次烘燥的焊條，焊條庫應優(yōu)先發(fā)放完，焊工應優(yōu)先使用完。發(fā)放時應在《焊工日任務單》上注明。

焊工在施焊時，應從焊條筒內(nèi)隨用隨取，不得將成把焊條拿出放在工件或地面上。焊條（焊絲）頭不得隨意亂扔，尤其是高空作業(yè)時。

當日未用完的焊材應當日送回焊條庫，焊條庫做好回收記錄。焊條（焊絲）及焊條頭回收率不得低于領用數(shù)的98%，且焊條頭長度不得大于50mm，焊絲頭長度不得大于150mm。

焊工領用氬氣，在使用前應試驗其純度，如發(fā)現(xiàn)不純，應退還氣站。若該批次有多瓶氬氣不純，應及時向工地領導反映。氣瓶使用時不得用盡，應留有0.1-0.2MPa的余氣。

分承包方領用焊條、氣瓶時亦應按此辦法執(zhí)行。

從以上三方面來對焊接材料進行控制，杜絕應材料問題而造成焊接質(zhì)量的失控。

3）提高和改進焊接、熱處理施工工藝

焊接質(zhì)量與施工工藝有著密不可分的關系，合理的、先進的工藝不但可以提高焊口的合格率，而且可以減輕焊工的勞動強度，提高工作效率。為了提高焊接施工工藝水平，使焊接全過程處于受控狀態(tài)，確保工程焊接質(zhì)量，特制定了施工工藝細則，要求施工人員嚴格遵守。細則內(nèi)容如下：

a)各級人員職責

焊接技術人員應掌握工程概況，結(jié)合實際編制作業(yè)指導書，根據(jù)現(xiàn)場情況制定合理的焊接工藝，并向施工人員進行技術交底，深入實際進行技術指導和監(jiān)督，參與重要管道和部件的質(zhì)量驗收工作，記錄、檢查和整理焊接資料。

焊接質(zhì)檢人員負責焊接工程的檢查、監(jiān)督和驗收評定工作，參與技術措施的編制，注重質(zhì)量監(jiān)督資料的積累和總結(jié)。

焊工班組長應掌握焊工技術狀況和工程情況，合理分工、過程監(jiān)控，參與焊接工程的驗評工作。超超臨界機組承壓部件焊接質(zhì)量控制

焊工應有良好的工藝作風，嚴格按照給定的焊接工藝和技術措施進行施焊，完成合格的焊接接頭。

熱處理工應遵守作業(yè)指導書和交底規(guī)定，做到操作無誤、記錄準確。安裝工應嚴格按規(guī)范或圖紙規(guī)定對口裝配，符合要求后方可焊接。b)施工前的準備

施工作業(yè)指導書經(jīng)審核批準，并按要求進行交底。

施焊焊工必須經(jīng)相應項目的技術考核，并持有效的合格證件。熱處理工每檔必須至少有一人經(jīng)過專業(yè)培訓考核取得資格證書。

承擔鍋爐受熱面管子焊接的焊工在施焊前，應進行與實際條件相適應的模擬練習，并經(jīng)折斷面檢查連續(xù)合格后方可正式焊接。

焊工在施焊前應檢查對口裝配質(zhì)量，不符合要求的，應要求安裝工重新調(diào)整至符合規(guī)范或圖紙要求。

焊工、熱處理工應備齊必要的工器具，焊前應試驗氬氣流量及純度，檢查確認焊條、焊絲，若有懷疑應及時報告技術人員或質(zhì)檢人員處理。

凡受監(jiān)部件焊接，焊工必須用保溫桶領裝焊條，焊絲使用前必須用砂紙打磨出金屬光澤。

檢查確認焊機或熱處理設備處于良好工作狀況，焊接場所的擋風、防雨設施應完善。

c)施工工藝要求 焊接方法的選擇

受監(jiān)焊口焊接方法主要有手工電弧焊、手工鎢極氬弧焊和氬弧焊打底電焊蓋面三種。手工鎢極氬弧焊一般適用于φ＜60mm、壁厚δ≤5mm的鍋爐受熱面管子焊接；中低壓管道、燃油管道、汽輪機和發(fā)電機的冷卻潤滑系統(tǒng)焊口等必須采用氬弧焊打底；其它受監(jiān)焊口采用氬弧焊打底電焊蓋面的方法；鋼結(jié)構(gòu)、鍋爐密封、六道等其它項目的焊接采用手工電弧焊。

熱處理方法的選擇

嚴格按照規(guī)程規(guī)范要求進行預熱和焊口熱處理的。

點固焊時，應與正式施焊要求相同，點固焊后應檢查各個焊點質(zhì)量，如有缺陷立即消除，重新點焊。嚴禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗電流或隨意焊接臨 超超臨界機組承壓部件焊接質(zhì)量控制

時支撐物，高合金鋼材料表面不得焊接對口用卡具。

中、高合金鋼（含鉻量≥3%或合金總含量＞5%）管子和管道焊口，為防止根層氧化或過燒，焊接時內(nèi)壁應充氬保護，小口徑管也可以不充氬，但必須采用藥芯焊絲打底。

采用鎢極氬弧焊打底的根層焊縫檢查后，應及時進行次層焊縫的焊接，以防止產(chǎn)生裂紋。

多層多道焊縫焊接時，應逐層清理干凈，檢查合格后方可焊接次層，直至完成。

除焊接工藝規(guī)定的焊口外，所有焊口應連續(xù)完成，不得中途停止施焊，更不得將未焊完的焊口過夜（包括點焊口）。因不可預料的原因被迫停止時，應及時采取防護措施（如后熱、緩冷、保溫等），重新焊接前應嚴格檢查，確認焊口無裂紋等異常情況后，方可繼續(xù)焊接，需預熱的焊口應重新預熱。

為減少焊接變形和接頭缺陷，直徑大于194mm的管子和鍋爐密集排管的對接口宜采取二人對稱焊，公稱直徑大于或等于1000mm的管道或容器的對接焊口，應采取雙面焊接，并采取清根措施，以保證封底焊質(zhì)量。

厚壁大徑管當壁厚大于35mm、采用多層多道焊時，氬弧焊打底層厚度不小于3mm，其它焊道的單層厚度不大于所用焊條直徑加2mm，單道擺動寬度不大于所用焊條直徑的5倍。

施焊，應特別注意接頭和收弧的質(zhì)量，收弧時應將熔池填滿，多層多道焊的接頭應錯開。

密封件與受熱面管子焊接時，嚴禁在管壁上引弧，并注意防止產(chǎn)生咬邊。焊接結(jié)束后應做好清理檢查工作，注意表面工藝質(zhì)量，做到焊縫表面整齊、過渡圓滑、成型美觀。

需要預熱或焊后熱處理的焊縫，應及時進行預熱或熱處理。對容易產(chǎn)生延遲裂紋的鋼材，焊后應立即進行熱處理，否則應做后熱處理（加熱300-350℃，恒溫2小時）。

熱處理規(guī)范參數(shù)（加熱方法、加熱溫度、升降溫速率、恒溫時間、加熱寬度、保溫寬度等）應按交底或規(guī)程要求嚴格執(zhí)行，熱處理過程中必須有人監(jiān)控儀器、儀表，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正或匯報技術人員。超超臨界機組承壓部件焊接質(zhì)量控制

熱處理所用儀器、儀表、熱電偶應根據(jù)計量要求進行標定或校驗。大口徑管道進行熱處理時，測溫點應對稱布置在焊縫中心的兩側(cè)，且不得少于兩點。水平管道的測點應上下對稱布置。

安裝管道冷拉口所使用的加載工具，需待整個對口焊接和熱處理完畢后方可卸載。

d)質(zhì)量檢查

焊接技術人員和質(zhì)檢人員應經(jīng)常深入施工現(xiàn)場，檢查作業(yè)指導書及技術措施的執(zhí)行情況，對違反工藝規(guī)范要求的，應立即制止并糾正。

焊接完成后，焊工應仔細檢查表面質(zhì)量，如有超標缺陷，應及時消除。當熱處理記錄曲線與所要求的規(guī)范參數(shù)不符時，應對熱處理焊口進行硬度測試，如硬度不符合要求，需重新進行熱處理。

焊工應在分項工程焊接接頭完成后及時填寫自檢單，班（組）長應對焊縫100%檢查，合格后方可在自檢單上簽字，并交工地質(zhì)檢員復檢。

工地質(zhì)檢人員應根據(jù)自檢記錄對其進行復檢，受監(jiān)焊口必須進行100%檢查，其它焊縫應做不少于50%的抽檢，檢查合格后通知公司質(zhì)檢人員或監(jiān)理代表會同驗評。

受監(jiān)焊口完成，經(jīng)表面檢查合格后，由技術人員委托金屬試驗室進行無損探傷。

焊接接頭有超標缺陷時，可采取挖補方式返修，但同一位置的挖補次數(shù)不得超過三次，中高合金鋼不得超過兩次。需進行熱處理的接頭，返修后應重新熱處理。返修必須在接到返修通知單當日完成。

e)獎懲辦法

焊工和熱處理工必須嚴格按照給定的工藝施工，對違反工藝制度、屢教不改或造成嚴重不良后果者，將給予罰款甚至下崗處理。

焊工應加強自檢，若工地復檢時，查出超過5%的焊接接頭不合格，應追究焊工和班（組）長責任；若公司級或監(jiān)理驗收時超過2%不合格，則應追究工地質(zhì)檢人員和技術人員的責任。

熱處理曲線應100%合格，否則追究熱處理工責任。

受監(jiān)焊口一次合格率小于90%的焊工，應暫停該項目的焊接工作，重新練習超超臨界機組承壓部件焊接質(zhì)量控制

合格后方可再上崗。一次合格率小于80%時，該焊工將不允許在本工程再擔任受監(jiān)部件的焊接工作，并采取相應的經(jīng)濟處罰措施。

所有汽水油氣管道焊口，在水壓、酸洗或試運轉(zhuǎn)時不允許泄漏，如有泄漏，對施焊焊工、班組長、技術人員和質(zhì)檢人員作罰款處理。

對模范遵守工藝制度，并取得優(yōu)良質(zhì)量的焊工和熱處理工給予一定獎勵。以上幾點從班組各級人員的職責、焊接熱處理施工工藝及質(zhì)量檢驗等工作來控制焊接質(zhì)量，使班組每個人都各盡其責，各盡其能。4）建立質(zhì)量保證體系

在現(xiàn)場施工中，一個好的質(zhì)量管理網(wǎng)絡可以使焊接質(zhì)量得到明顯的提高和有效的控制，層層把關，使規(guī)程、規(guī)范、措施和各項管理制度一一得以落實。質(zhì)量保證體系主要有以下幾點：

工地建立了質(zhì)量管理網(wǎng)絡，明確各級質(zhì)量職責。工地主任為質(zhì)量第一責任人，焊工是焊接質(zhì)量的直接負責人，工地專職質(zhì)檢員主要負責焊接過程監(jiān)督檢查及驗評工作。

加強焊工的技術培訓與理論學習，提高質(zhì)量意識，增強責任感。制定相應的管理制度及技術措施，并認真落實執(zhí)行。

從影響焊接質(zhì)量的五個基本要素（人、機、料、法、環(huán)）著手，全方位、全過程嚴格把關，層層控制。

嚴格執(zhí)行檢查驗收制度，自檢不能流于形式，復檢要善于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，要一級對一級負責。

積極開展技術革新與QC攻關活動，以提高工程焊接質(zhì)量，設立專項質(zhì)量基金，制定質(zhì)量獎懲辦法，獎罰分明，調(diào)動職工積極性。

以上主要從四個方面闡述了如何對焊接質(zhì)量進行控制。這些都是在電力建設工程中要嚴格實施和執(zhí)行的，也是控制焊接質(zhì)量最基本的方法。在本工程中，都得到了很好的實施，并取得了比較好的成績。焊口無損檢測的一次合格率都在98%以上，焊縫表面質(zhì)量優(yōu)良率在99%以上。

在工程建設中，還有很多焊接問題需要解決。我們要從管理和最基本的工作方法著手，結(jié)合實際，一步一步，嚴格控制，才能使焊接質(zhì)量不斷提高。

第二篇：43-超超臨界機組鍋爐新型耐熱鋼的焊接-51

超超臨界機組鍋爐新型耐熱鋼的焊接

范長信 張紅軍 董

雷 周榮燦

(西安熱工研究院有限公司，陜西省 西安市 710032)

摘要：目前火電機組正在向著高參數(shù)大容量方向發(fā)展，蒸汽溫度和壓力進一步提高，為此開發(fā)采用了一些新型馬氏體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼，這些鋼的合金元素含量較以前的鍋爐用鋼較高，焊接性相比之下有所下降。本文主要介紹了超超臨界機組鍋爐用新鋼種的焊接性、焊接接頭的組織、力學性能和典型的失效方式。關鍵詞：超超臨界；鍋爐；耐熱鋼；焊接性；性能

1前言

超超臨界機組的出現(xiàn)，提高了機組的效率，減少了污染物的排放，是目前火電發(fā)展的必然趨勢。蒸汽溫度超過了600℃，蒸汽壓力超過了25MPa，而且還在不斷的升高，這有賴于新型耐熱鋼的不斷發(fā)展。目前應用于超超臨界機組過路的新型馬氏體耐熱鋼有P91、P92（NF616）、E911、P122（HCM12A）等，奧氏體耐熱鋼有TH347HFG、Super304和HR3C等。這些鋼的合金元素含量均大于10%，給焊接帶來一定的困難[1-2]。

焊接接頭的失效是電站高溫承壓部件失效的一種主要方式，常常具有早期失效的傾向。因此提高焊接接頭的完整性對電站機組的安全運行是十分重要的。焊接接頭的完整性主要是焊接接頭的性能與母材相一致，表現(xiàn)在成分、組織、性能、結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。通常我們并不能夠使接頭的性能與母材完全一致，但是我們總是努力使其趨向一致。過去一般認為焊接接頭中存在缺陷，但是現(xiàn)在大多數(shù)的高溫焊接接頭中均不存在影響使用安全性的宏觀缺陷。取而代之的是焊接接頭組織的不均勻性和由此引起的蠕變性能的不均勻性。與母材相比，焊接接頭組織的不均勻?qū)蛊浯嬖趶姸然虼蠡蛐?、塑性或高或低的區(qū)域。這些組織不同的區(qū)域在使用過程中將會產(chǎn)生不同的蠕變速率，導致接頭中應力的錯配和早期失效。在未來電站和焊接接頭的設計中，必須考慮焊接接頭的性能，使其對電站安全性的危害最小化[3]。

超超臨界機組鍋爐中的一些新型耐熱鋼在國內(nèi)是首次使用，對它們的焊接性能研究尚少，對其焊接接頭性能的研究更是空白，應引起高度重視。本文主要介紹了超超臨界鍋爐用鋼焊接接頭的性能，對這些新型耐熱鋼進行了焊接性分析。

2超超臨界機組鍋爐用新型馬氏體耐熱鋼的焊接

超超臨界機組鍋爐用新型馬氏體耐熱鋼主要有T/P91、T/P92、E911和 T/P122等，常用于超超臨界機組管道和過熱器管上。這些鋼由于Cr含量較高，在加工制造過程中容易產(chǎn)生δ鐵素體。T/P91是在9Cr-1Mo鋼基礎上通過加入Nb、V、N等合金元素而形成的新型耐熱鋼，其使用溫度小于585℃。T/P92和E911是在T/P91耐熱鋼基礎上發(fā)展起來的新型耐熱鋼，其中T/P92是在T/P91的基礎上通過加入1.5~2.0%W代替部分Mo元素，Mo元素含量下降到0.3~0.6%而形成，E911是在T/P91的基礎上加入0.9~1.1%W而形成，它們的使用溫度可升高到630℃。這些9%Cr鋼具有良好的力學性能。T/P122是新型的12%Cr耐熱鋼，由于Cr含量的增大，在加工制造工程中更容易出現(xiàn)δ鐵素體，通常加入1%的Cu來抑制這種有害組織的形成，這種鋼的抗氧化性較好。馬氏體鋼的下一步發(fā)展是在這些鋼的基礎上加入Co、B等合金元素來進一步提高抗蠕變性能和抗氧化性能。雖然這些鋼的抗蠕變和抗氧化性能較好，但

314 在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中，如果沒有合適的焊接工藝來保證，這些鋼的優(yōu)越性也難以發(fā)揮出來。2.1 新型馬氏體耐熱鋼焊接性分析

新型馬氏體耐熱鋼一般通過控軋控冷工藝制造，在焊接過程中，焊縫金屬沒有這種控軋控冷的機會，很難通過細晶強化和位錯強化來改善焊接接頭的性能，故焊接接頭的性能和母材之間存在一定的差異。這些馬氏體耐熱鋼焊接接頭劣化的方式主要有： 2.1.1焊接接頭的脆化

馬氏體耐熱鋼焊接接頭的脆化主要有粗晶組織引起的脆化和淬硬組織引起的脆化兩種脆化方式。焊縫金屬晶粒粗大是由于在焊接過程中，奧氏體化時間較長，晶粒長大速度較快，且在焊接過程中不像母材生產(chǎn)過程中有控軋控冷的機會形成的。故在焊接過程中應使用較低的焊接線能量。由于這些鋼的合金元素含量較高，焊后冷卻速度控制不當就會導致淬硬組織的形成，從而導致焊接接頭的脆化。故可采取預熱的方法來解決這一問題。2.1.2熱影響區(qū)的軟化

馬氏體耐熱鋼的供貨狀態(tài)為正火＋回火，即調(diào)質(zhì)處理。焊接時，在細晶熱影響區(qū)和臨界熱影響區(qū)將會產(chǎn)生軟化現(xiàn)象。造成這一現(xiàn)象的主要原因是焊接時，細晶熱影響區(qū)的所經(jīng)受的溫度稍高于Ac3，臨界熱影響區(qū)所經(jīng)受的溫度在Ac1~Ac3之間，處于這一溫度區(qū)間的金屬發(fā)生部分奧氏體化，沉淀強化相在這一過程中不能夠完全溶解在奧氏體中，在隨后的熱過程中未溶解的沉淀相發(fā)生粗化，造成這一區(qū)域的強度降低。軟化對短時高溫拉伸強度影響不大，但降低持久強度，長期高溫運行后，在軟化區(qū)常常會產(chǎn)生Ⅳ型裂紋。焊接線能量、預熱溫度對軟化帶影響較大，焊接線能量大預熱溫度高，軟化區(qū)寬。所以，焊接線能量不宜大，預熱溫度不能高，軟化區(qū)寬度越窄，其拘束強化作用越強，軟化帶的影響越小。2.1.3焊接冷裂紋

冷裂紋是在焊后冷卻過程中在Ms點以下或更低的溫度范圍內(nèi)形成的一種裂紋，又稱延遲裂紋。產(chǎn)生這種裂紋的三要素為淬硬組織、氫元素和應力。馬氏體耐熱鋼焊接冷卻過程控制不當往往形成淬硬組織，這一組織會導致裂紋的形成。焊接過程中氫主要來源于母材和焊條，氫的含量越高越易聚集形成裂紋，制造、安裝中一般選用低氫型焊條且制訂了嚴格的烘培和保溫工藝就是這個原因。拉應力也是產(chǎn)生冷裂紋的一個主要因素，在焊接過程中應盡量減少拘束度，防止產(chǎn)生較大的拘束應力。

理想的焊接工藝是采用適當?shù)墓に嚧胧┍ＷC在焊接過程中不產(chǎn)生裂紋，減少脆化、軟化等問題，同時還要保證全馬氏體組織的形成，滿足焊接接頭的質(zhì)量要求。2.2 新型馬氏體耐熱鋼焊接接頭的化學成分

新型馬氏體耐熱鋼的焊接所選用的焊接材料一般是與之匹配的焊接材料。下面簡要地闡述一下這些鋼焊接接頭的化學成分。2.2.1 T/P91鋼[5]

對于T/P91鋼，為保證焊接接頭足夠的韌性，應對焊接接頭中的合金元素含量進行控制。Nb元素對沖擊韌性的影響較大，焊接接頭中Nb的含量一般不低于0.04%，Nb的含量設計為0.04~0.07%。Ni能夠有效改善焊接接頭的沖擊韌性，對Ni含量的適當控制是有益的，這是由于以下兩個方面的原因決定的。第一、它降低了Ac1點，使得Ac1與PWHT（焊后熱處理）溫度接近，改善了回火性能。第二、它減少了δ鐵素體形成的傾向，δ鐵素體的存在對焊接

[4]

315 接頭的性能是不利的?？墒钱擭i含量＞1%時，這種元素將會產(chǎn)生一定的副作用，它使得Ac1降低幅度較大，PWHT溫度超過了Ac1，PWHT時，發(fā)生奧氏體化，在隨后的冷卻過程中形成未回火的馬氏體組織。長期服役過程中，過量的Ni還會改變沉淀相的變化發(fā)展過程，惡化蠕變性能，故Ni的含量一般控制在0.4~1.0%。V、C、N等對焊縫金屬韌性的影響不大。Mn含量較母材為高，主要目的是為了脫氧，保證形成合適的焊縫金屬?？墒且恍＜艺J為Mn+Ni的含量最大不超過1.5%，以防止它們過多降低Ac1。在這個限制條件下，為保證脫氧Mn含量較高，Ni的含量可減少到0.5%。Si也是一種有效的脫氧劑，與Cr共同作用可提高這種鋼的抗氧化性。盡管有一些規(guī)范規(guī)定焊縫金屬的Si含量和P91母材一致，但降低Si的含量有助于韌性的改善，在這一點上，AWS規(guī)定焊材中Si的含量不高于0.30%，低于母材中Si的含量。2.2.2 T/P92鋼[6-7]

T/P92馬氏體鋼的韌性水平較T/P91低，蠕變強度較高，對于它們的填充金屬一般要求SMAW、SAW焊接時要保證室溫沖擊韌性CVN＞41J。試驗已經(jīng)證明，使用和T/P92相同化學成分的焊材將會導致焊接接頭韌性和蠕變強度的降低，尤其對SAW，這種情況更為嚴重。這樣以來必須對每種合金元素的作用以及合金元素之間的相互作用進行研究，以確定合適的焊材成分，同時最為重要的是對N、Ni、Mn、Co和B含量進行優(yōu)化。C、N化合物的形成以及元素B對蠕變斷裂強度有著重要的影響，它們的加入增加了材料的屈服強度和抗拉強度，但降低了塑性和韌性。Mn和Ni對強度的影響不大，但是，Mn和Ni的含量超過基體金屬的上限能夠顯著改善焊接接頭的韌性，同時降低Ac1，一般它們的極限值由Ac1來確定。Mn和Ni的含量一般＜1.5%，同時可以用Co來代替部分Ni。為了避免δ鐵素體的生成，應適當控制W的含量。B能夠提高蠕變強度，但降低焊接接頭的韌性，成分含量應控制在基體金屬下限左右。V、Nb、Co對韌性不利，同時易導致熱裂紋，因此其含量也應控制在下限左右。除了這些元素的影響，也應考慮Ti、Al氮化物的影響。2.2.3 E911和T/P122鋼[5]

E911鋼的化學成分和T/P92鋼相似，其焊接接頭化學成分的分析可參照T/P92鋼的成分分析。對于T/P122鋼，由于其合金元素含量較高，焊接時，容易在焊接接頭中產(chǎn)生δ鐵素體。這兩種鋼焊接接頭成分的分析均可借鑒T/P91鋼和T/P92鋼的分析方法。Nb元素對沖擊韌性的影響較大，Ni對沖擊韌性的改善有利，但同時Ni還降低Ac1，故其含量不易太大。Mn和Si是有效的脫氧劑，合適的含量對于改善焊接接頭的性能有利。2.3 新型馬氏體耐熱鋼焊接接頭的組織

這些新型馬氏體耐熱鋼顧名思義可知其組織包括焊接接頭的組織均為馬氏體。焊接接頭是一個不均勻體，對于不同的區(qū)域，因經(jīng)歷的熱過程不同，導致微觀組織不同，例如馬氏體板條的位向、大小、原奧氏體晶粒度、碳化物的類型、形狀、分布等在BM、HAZ、WM的分布有或大或小的差異，當然其力學性能也有區(qū)別，如WM和BM的硬度、強度高于FG、ICHAZ，長期運行容易在FG、ICHAZ形成IV型損傷等。下面以T/P92鋼為例介紹一下這種馬氏體耐熱鋼焊接接頭的組織。

圖1給出了T/P92焊接接頭的宏觀和微觀組織形貌。宏觀形貌為均勻的多層焊縫金屬和回火的HAZ組成，HAZ寬度為2~3mm。

圖2給出了T/P92焊接接頭焊縫金屬的TEM像，可以看出在焊態(tài)下，組織為典型的回火

[8]

316 馬氏體＋M23C6顆粒在原奧氏體晶界和亞晶界處的彌散分布，偶爾可以看到島狀的δ鐵素體，這種δ鐵素體處在M23C6顆粒的包圍之中。PWHT后，組織發(fā)生了相當大的回復，但馬氏體結(jié)構(gòu)和M23C6顆粒在焊縫晶界的分布清晰可見，如圖2b所示。

在T/P92焊接接頭的細晶熱影響區(qū)（FGHAZ），焊態(tài)下，發(fā)現(xiàn)了薄弱的回火馬氏體組織，馬氏體板條不清晰，M23C6顆粒的分布也不夠均勻，如圖3a所示。PWHT后可以觀察到亞晶以及低密度位錯的存在，其中部分亞晶已發(fā)生了多邊化，如圖3b所示。

圖1 P92焊接接頭在PWHT后的宏觀和微觀組織形貌

2.4 新型馬氏體耐熱鋼焊接接頭的力學性能

T/P91、T/P92（NF616）、E911、T/P122（HCM12A）焊接接頭合金元素含量較高，這些合金元素具有固溶強化和沉淀強化的作用，焊接接頭的力學性能水平較高。在室溫橫向焊接

317 圖2 P92焊接接頭焊縫金屬的TEM像ａ）焊態(tài) ｂ）PWHT

圖3 P92焊接接頭HAZ的TEM像ａ）焊態(tài) ｂ）PWHT 接頭拉伸試驗時斷裂發(fā)生在母材上，可以認為室溫下母材的強度低于焊接接頭。高溫下的蠕變性能有所差別，下面給出了母材和焊縫金屬的高溫蠕變性能。2.4.1 母材的蠕變性能

圖4給出了不同鋼種在100MPa下運行100000h的使用溫度范圍?？梢钥闯鲂滦婉R氏體耐熱鋼的使用溫度已超過了600℃，且這些新型高Cr鋼的蠕變斷裂強度與奧氏體鋼相當。圖中雖然沒有給出T/P122鋼在同一條件下的使用溫度，但是相關資料已證實這種鋼的使用性能優(yōu)于T/P92鋼，其抗氧化性較好，T/P122鋼的使用溫度也可在600℃以上。這些新型馬氏體耐熱鋼優(yōu)越具有很好的抗蠕變性能和耐蝕性，能夠減少部件的厚度，提高使用溫度。2.4.2 焊縫金屬的蠕變性能

許多試驗業(yè)已證明這些新型耐熱鋼焊接接頭的高溫失效位置主要在焊接接頭的熱影響區(qū)，熱影響區(qū)是焊接接頭的薄弱區(qū)域，這主要與其所經(jīng)受的熱過程有關。對于焊縫金屬，一些試驗結(jié)果表明采用匹配焊接材料使得焊縫金屬的高溫（600℃、650℃）蠕變斷裂強度均低于母材。對于T/P91、T/P92、E911鋼采用匹配焊接材料焊接時可以得出以下結(jié)論：

1)焊縫金屬的蠕變斷裂強度低于母材。

2)隨著試驗持久時間的增加，焊縫金屬的蠕變斷裂強度與母材的差距越來越大。新型馬氏體耐熱鋼的橫向焊接接頭高溫蠕變試驗的失效位置在HAZ的外側(cè)，即靠近母材的HAZ，一般稱之為細晶熱影響區(qū)和臨界熱影響區(qū)。這一區(qū)域在焊接過程中發(fā)生部分奧氏體化，大多數(shù)C、N化合物沉淀析出，PWHT時發(fā)生再結(jié)晶。由于缺少C、N等晶內(nèi)強化元素，從而使這一區(qū)域的馬氏體組織發(fā)生軟化。在這一軟化區(qū)域經(jīng)常發(fā)生IV型損傷，以前的經(jīng)驗表明在

[5][9]

318 圖4 不同材料在100MPa/100000h下的最大使用溫度

所有的CrMo耐熱鋼中均存在這種現(xiàn)象。由焊接接頭的硬度測量也可知道這一區(qū)域的硬度比母材和焊縫金屬也低許多，一般情況下這種差距約在30HV左右。

橫向焊接接頭在高溫低應力下發(fā)生的IV型損傷是CrMo鋼的一個典型特征，然而在低溫高應力短時持久試驗下，焊接接頭的失效發(fā)生在母材處。從目前的電站使用經(jīng)驗看這種焊接接頭的主要損傷還是IV型損傷，可見焊縫金屬的蠕變性能對焊接接頭的壽命影響不大，除非它和IV型損傷區(qū)共同作用。一些專家接受了這個觀點。同時，也存在其它兩種關于焊縫金屬對焊接接頭性能影響的觀點，特別是焊縫金屬的優(yōu)化可以延遲IV型損傷的發(fā)生，這兩種觀點都認為焊縫金屬的蠕變強度將影響蠕變量在焊接接頭不同區(qū)域的分布。一種觀點是降低焊縫金屬的強度，使其與IV型區(qū)的強度相當。另一種觀點是擴大焊接接頭熔合區(qū)的寬度，這一區(qū)域的強度和母材相當，以減少IV型區(qū)的蠕變量，延長使用壽命。

普遍認為焊接接頭的失效模式受控于HAZ，但是目前關于焊縫金屬的選擇是否能夠延遲損傷或延長部件的使用壽命并沒有統(tǒng)一的觀點。2.5 焊縫金屬的韌性

新型馬氏體耐熱鋼焊接時如果焊接參數(shù)選用不當，很容易產(chǎn)生粗大的馬氏體、沒有回火的馬氏體，還有可能形成δ鐵素體等，這些組織都對焊接接頭的韌性不利。雖然高溫時接頭的脆性斷裂是不可能的，但考慮水壓試驗、檢修等因素，通常對焊接接頭的室溫沖擊韌也有要求。影響焊接接頭的室溫沖擊韌性的因素如下： 2.5.1 接方法的影響

焊接方法將對焊接接頭的韌性有著重要的影響。采用GTAW氬氣保護焊，以及使用固體焊絲和金屬芯焊絲（MCW）可是使焊接接頭在PWHT后獲得較高的室溫沖擊韌性。韌性與氧含量有關，GTAW(氧含量100～200ppm)＜SMAW、SAW(氧含量400～800ppm),TIG焊的韌性比SMAW和SAW的好。[5]

319 2.5.2 化學成分的影響

一般情況下，能夠改善蠕變性能的元素均惡化焊縫金屬的韌性，例如Nb、V、N和Si等，其中N和Si的影響較小。能夠抑制δ鐵素體形成，保證獲得全馬氏體組織的合金元素對焊縫金屬的蠕變性能和韌性均有利。2.5.3后熱處理的影響

焊后熱處理的目的是降低焊接殘余應力和改善組織性能。為了保證焊接接頭的韌性，焊后熱處理的回火作用是非常重要的，它可以使焊接接頭獲得完全回火的馬氏體組織。實際應用時涉及到回火溫度和時間的選擇。2.5.4 其它因素的影響

焊接過程中發(fā)生的晶粒細化對焊接接頭的韌性也有一定的影響。此外，焊層厚度、焊接時的對口以及焊接環(huán)境等也對接頭的韌性有一定的影響。焊層厚度薄，韌性較高。

對于焊縫金屬，不同的標準對其室溫（＋20℃）沖擊韌性有著不同的要求。對于T/P91鋼焊縫金屬，AWS沒有對其室溫（＋20℃）沖擊韌性做出要求，但在非強制性的附錄A5.5-96中建議這種鋼焊接接頭的沖擊韌性可由廠商和顧客協(xié)商確定。在歐洲的EN 1599:1997中規(guī)定了這種鋼焊縫金屬的室溫（＋20℃）沖擊韌性最小值不得低于38J，平均值不得低于41J。這些值與專家們提出的PWHT后室溫（＋20℃）沖擊韌性在35~50J之間是一致的。超超臨界機組鍋爐用新型奧氏體耐熱鋼的焊接[10-11]

鑒于高溫過熱器（SH）和高溫再熱器（RH）的蒸汽參數(shù)較高，在設計時必須充分考慮其煙氣側(cè)腐蝕和蒸汽側(cè)氧化的性能。一般的鐵素體耐熱鋼雖然強度上能夠滿足SH/RH的要求，但其抗煙氣側(cè)腐蝕和蒸汽側(cè)氧化的性能較差，不利于機組的安全可靠的運行，所以在SH/RH設計時，一般可采用奧氏體不銹鋼。目前超超臨界機組SH/RH的主要設計材料為TP347HFG、Super304、HR3C等。這些材料的合金含量如Cr、Ni等較鐵素體耐熱鋼有著很大的提高。為了保證焊接接頭和母材具有較佳的匹配性，焊接材料的選取也必須為奧氏體型焊接材料。奧氏體耐熱鋼由于熱膨脹系數(shù)大，導熱性能差，在焊接和使用過程中易出現(xiàn)下列問題： 3.1 晶間腐蝕

晶間腐蝕是奧氏體耐熱鋼一種極其危險的破壞形式。它的特點是沿晶界開始腐蝕，從表面上看，一般不容易發(fā)覺,但它使承壓管道焊接接頭的力學性能顯著下降和容易發(fā)生早期破壞。根據(jù)“碳化物析出造成晶間貧鉻”理論,在450～850℃范圍內(nèi)，C和Cr易在奧氏體晶粒邊界處形成碳化鉻,使得晶粒邊界處局部貧鉻。晶界處的含Cr量被降低到小于12%，鋼材因此喪失了耐腐蝕性能。另外，F(xiàn)e－Cr合金在400～550℃長期加熱時，會產(chǎn)生一種特殊的脆性,其硬度顯著提高，沖擊韌性嚴重下降,稱為475℃脆性。而在實際焊接過程中經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，焊接接頭往往是在400～550℃這個溫度區(qū)間停留的時間最長，所以對475℃脆性這個問題需要多加關注。3.2 應力腐蝕裂紋

應力腐蝕裂紋（stress corrosion cracking 簡稱SCC）是應力和腐蝕聯(lián)合作用引起的一種低應力脆性裂紋。奧氏體不銹鋼線膨脹系數(shù)大，導熱性差，在結(jié)構(gòu)復雜、剛度較大的情況下，焊接變形受到約束，焊后構(gòu)件特別是焊接接頭存在較大的焊接殘余應力，而奧氏體耐熱

320 鋼的組織特征和腐蝕介質(zhì)的存在，滿足了產(chǎn)生SCC的充要條件，從而使奧氏體不銹鋼產(chǎn)生SCC的傾向較大。奧氏體耐熱鋼的SCC有晶間、晶內(nèi)和晶間/晶內(nèi)混合等三種形式，但是以晶間SCC最常見。3.3 熱裂紋

熱裂紋主要有結(jié)晶裂紋和液化裂紋兩種形式，結(jié)晶裂紋是在結(jié)晶后期，由于低熔點共晶形成的液態(tài)薄膜消弱了晶粒間的聯(lián)系，在拉應力作用下發(fā)生開裂的裂紋；液化裂紋是指近縫區(qū)或多層間部位在熱循環(huán)的作用下被金屬重新熔化，在拉伸力的作用下，沿奧氏體晶界開裂的裂紋。3.4 再熱裂紋

由于奧氏體不銹鋼熱膨脹系數(shù)大，導熱率低，故在焊接時接頭附近的溫度場和變形量極不均勻，導致很大的殘余應力。在隨后的PWHT（SR）或者高溫服役時，殘余應力的釋放以及應力集中會使晶界的塑性變形較大，從而產(chǎn)生裂紋。這種裂紋一般出現(xiàn)在粗晶HAZ區(qū)，屬沿晶裂紋，在粗晶區(qū)易于擴展，擴展一旦遇到細晶組織即停止。

奧氏體不銹鋼焊縫熱影響區(qū)的劃分不像鐵素體鋼，盡管微觀組織的變化如晶粒長大、溶質(zhì)的析出以及距熔合線０－５ｍｍ區(qū)域的碳化物分布的變化，但是并沒有相變發(fā)生，由于大的熱膨脹系數(shù)和低的熱傳導率，在與焊縫連接的母材中存在較大的塑性變形。這個應變影響區(qū)SAZ（strain affected zone）與焊接參數(shù)（如焊條直徑、電流/電壓以及電極的擺動幅度等）有關，能夠擴展到距熔合線約２５ｍｍ處。

穩(wěn)定化奧氏體鋼如TP321和TP347中的再熱裂紋是一個長期形成的過程。焊后冷卻過程中碳化物在母材位錯處的沉淀析出，導致晶內(nèi)強化，晶界區(qū)域的蠕變集中以及后來形成的低塑性晶間裂紋。TP316由于沒有強碳化物形成元素和相對高的蠕變塑性，一度被認為對于再熱裂紋是免疫的。可是，在SAZ中存在復雜的多軸殘余應力，與單軸應力相比，塑性大量下降。在英國能源電站的TP３１６鋼焊接接頭中曾出現(xiàn)過再熱裂紋。以上提及的再熱裂紋部分地歸因于大零件的壁厚，其具有大的拘束。

對于奧氏體鋼，再熱裂紋發(fā)生在接近熔合線到距熔合線幾毫米范圍內(nèi)，經(jīng)常出現(xiàn)在最后一層焊道之下。可是對于厚壁或結(jié)構(gòu)復雜的部件，再熱裂紋也存在于SAZ中。3.5 疲勞裂紋

由于機組的頻繁啟停，容易在設備的高應力區(qū)域出現(xiàn)疲勞裂紋，疲勞裂紋很難被發(fā)現(xiàn)，但其危害性極強。焊接接頭存在缺陷（氣孔、夾渣、夾鎢、未熔合等）的區(qū)域容易形成疲勞源。

通過對奧氏體不銹鋼焊接接頭的大量等溫疲勞試驗，發(fā)現(xiàn)奧氏體鋼存在兩個奧氏體－鐵素體脆性轉(zhuǎn)變溫度范圍：350－550℃及550－950℃，Broek認為產(chǎn)生疲勞裂紋的因素主要有兩點，即碳、氮、鉻磷化物、鉻氧化物、σ相和其它中間相的共同沉淀作用；無任何沉淀相，但有復雜鉻化物的形成，容易造成晶格扭曲和晶間硬化作用。

碳化物和脆性沉淀相的含量低于6%時，疲勞裂紋的擴展速度不會超過正常狀態(tài)下的兩倍；但當Laves相、σ相和碳化物的含量超過7%時，疲勞裂紋的擴展速度會超過正常狀態(tài)下的五倍，；當σ相和碳化物的含量高于6%時，疲勞裂紋的擴展速度不是很穩(wěn)定。

321 4 結(jié)束語

電站高溫焊接接頭的完整性對于電站的安全運行有著重要的影響，由于焊接接頭的組織性能不均勻，導致焊接接頭在運行過程中產(chǎn)生應力的再分配和蠕變應變在軟化區(qū)域的集中，使得這一區(qū)域有著早期失效的傾向。

1)有焊接接頭的HAZ性能較差，相對來說它們是安全的薄弱部位。

2)對于馬氏體耐熱鋼主要存在的問題有焊接接頭的脆化、熱影響區(qū)的軟化、焊接冷裂紋和長時服役時產(chǎn)生的IV型裂紋等。

3）對于奧氏體耐熱鋼主要存在的問題有焊接接頭中的晶間腐蝕、應力腐蝕、熱裂紋、再熱裂紋和疲勞裂紋等。

超超臨界機組鍋爐中的一些新型耐熱鋼在我國沒有使用經(jīng)驗，應引起重視，在下面幾個方面加強研究，以保障我國超超臨界機組鍋爐的制造、安裝質(zhì)量，確保超超臨界機組的安全運行。

1）新型耐熱鋼的合金化原理、冶金特點； 2）新型耐熱鋼的常溫及高溫性能；

3）新型耐熱鋼的焊接性及焊接工藝、焊后熱處理工藝和異種鋼焊接工藝； 4)新型耐熱鋼的熱加工性能及工藝；

5)新型耐熱鋼服役后組織、性能的變化規(guī)律及壽命評估。

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范長信，1962年出生，研究生，碩士，教授級高工，國際焊接工程師。長期從事電站金屬技術監(jiān)督、電站材料焊接研究和電站鍋爐壓力容器檢驗工作。

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第三篇：2×600MW超臨界機組焊接工程質(zhì)量管理探析

2×600MW超臨界機組焊接工程質(zhì)量管理探析

來源：

作者：單鴻 洪波

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隨著中國電力市場的蓬勃發(fā)展，為了節(jié)約能源和減少環(huán)境污染，發(fā)電項目朝著高參數(shù)、大容量的方向發(fā)展已成為大勢所趨；而對高參數(shù)、大容量的火力發(fā)電機組來說，焊接質(zhì)量的好壞，直接關系到機組的安全、穩(wěn)定運行。

湖南湘潭發(fā)電有限責任公司二期擴建工程為兩臺60萬千瓦超臨界機組。工程伊始，該公司就對焊接質(zhì)量提出了很高的要求。為此，工程技術管理人員從設備制造到安裝的各個環(huán)節(jié)，采取有針對性的質(zhì)量管理和控制措施，確保了工程焊接質(zhì)量。

一、工程概況

基本情況。湖南湘潭發(fā)電有限責任公司二期兩臺60萬千瓦機組擴建工程由中國大唐集團公司和湖南地方電力資產(chǎn)經(jīng)營有限公司共同出資建設。

3、4號機組分別由天津電力建設公司和湖南省火電安裝公司承擔安裝工作。

本工程于2003年12月26日奠基，2004年4月15日澆灌第一罐混凝土；3號機組于2006年2月12日首次并網(wǎng)，3月31日通過168小時試運，移交生產(chǎn)；4號機組于2006年10月11日首次并網(wǎng)，11月13日通過168小時試運，移交生產(chǎn)。

主要設備情況。鍋爐由東方鍋爐（集團）股份有限公司與東方日立鍋爐有限公司聯(lián)合設計制造，型號為DG1900/25.4-Ⅱ1。該鍋爐為Π型布置，單爐膛、前后墻對沖燃燒、一次中間再熱、全懸吊結(jié)構(gòu)變壓直流爐。爐膛上部布置有屏式過熱器，水平煙道依次布置高溫過熱器、高溫再熱器，尾部豎井四周為包墻過熱器，分為前煙道和后煙道，其內(nèi)分別布置有低溫再熱器和低溫過熱器、省煤器。最大連續(xù)蒸發(fā)量為1913t/h，過熱器出口壓力25.4MPa，過熱器出口溫度571℃；再熱器出口壓力4.71MPa，再熱器出口溫度569℃。

汽輪機采用上海汽輪機廠生產(chǎn)的單軸、三缸四排汽、超臨界、一次中間再熱、雙背壓、凝汽式汽輪機。

發(fā)電機為上海汽輪發(fā)電機有限責任公司生產(chǎn)的水氫氫汽輪發(fā)電機。

四大管道采用進口材料，其中主蒸汽管道和再熱熱段采用了P91。

二、主要焊接特點分析

與亞臨界600MW機組相比，超臨界機組焊接施工主要有以下5個特點：

一是焊口數(shù)量多，焊接工作量大。600MW超臨界機組，焊口數(shù)量較同類型亞臨界機組多15％以上；光鍋爐本體部分的受監(jiān)焊口就達 36000多道。

二是同部件相比材質(zhì)普遍高一個等級。如水冷壁、包墻均為合金焊，加上由于超臨界機組參數(shù)高而導致管材壁厚增加（僅壁厚大于70mm需分二次焊接的焊口數(shù)量就有138個），極大地提高了焊接和熱處理工作的難度，使得焊接質(zhì)量難以保障。

三是焊接位置困難，焊接質(zhì)量難以控制。如省煤器、低溫過熱器、低溫再熱器蛇形管排布置在后爐膛內(nèi)，管排間距小，位置困難，工作量大，困難位置焊口多達12610道；下部水冷壁為螺旋結(jié)構(gòu)，施工工藝復雜，不利于焊接工作的進行。

四是焊接鋼種復雜，現(xiàn)場管理難度大。本工程所用材質(zhì)眾多，主要有：SA-106C、SA-210C、15CrMoG、SA-335P12、SA213-T2、SA-213P12、12Cr1MoV、SA-213T23、SA-335P91、SA-213T91、SA-213TP347H、A672B70CL32、15NiCuMoNb5等十幾種鋼材的對接及異種鋼焊接，現(xiàn)場管理難度大，稍有不慎，就會用錯材料，導致巨大的損失。

五是特殊鋼種的焊接，焊接工藝復雜。SA-213T23是國內(nèi)較新的鋼種；SA213-T91、SA-335P91屬馬氏體耐熱鋼，合金含量高，具有強烈的脆硬敏感性和焊縫根部焊接的易氧化性，這些鋼材的焊接工藝復雜，在施焊中如果未能遵循正確的焊接工藝，很容易產(chǎn)生冷裂紋，嚴重影響焊接質(zhì)量和機組的安全運行。

三、焊接質(zhì)量管理與控制措施

作為集團公司首批單機600MW超臨界火力發(fā)電機組，該公司非常重視焊接質(zhì)量的管理和控制工作。工程伊始，工程部就未雨綢繆、積極應對，制定了質(zhì)量目標，并從技術和管理上加大力度，采取了科學、縝密的措施，加強焊接質(zhì)量的控制，確保取得滿意的成績。

制定高標準的焊接工程質(zhì)量目標。具體內(nèi)容包括：機組高壓管道焊口無損檢驗一次合格率≥98%；鍋爐整體水壓一次成功，無滲漏；汽機中低壓管道分部件水壓一次成功，無滲漏；消滅漏焊，做到煙、風、煤、粉、汽、水、油管道焊口不滲漏；杜絕錯發(fā)錯用焊接材料的現(xiàn)象；受監(jiān)管道焊口記錄、焊口記錄圖齊全完整，無漏項；所有焊口外觀成型美觀。

加大焊接專業(yè)管理力量的投入。開工伊始，項目部就加強了焊接專業(yè)管理工作。從生產(chǎn)部門抽調(diào)了1名焊接專業(yè)的高級工程師和1名焊接技師，從事二期擴建工程的焊接管理工作；并要求監(jiān)理公司在已有1名焊接監(jiān)理工程師的情況下，又增加了1名焊接監(jiān)理工程師；施工單位也配備了4名焊接專工或技術員，并配備了兩名焊接質(zhì)檢員，從人員配置上滿足了焊接工程管理的需要。

強化設備出廠前的質(zhì)量控制和管理。由于電力市場的異常火爆，造成原材料生產(chǎn)企業(yè)和電力設備制造企業(yè)任務極度飽和。優(yōu)質(zhì)原材料的缺乏、工人連續(xù)加班加點、大量質(zhì)量保證體系不完善的協(xié)作單位的參與，給產(chǎn)品的質(zhì)量管理工作帶來了前所未有的難度。面對嚴峻的現(xiàn)實，我們積極采取措施，加強了源頭管理。

——委托專業(yè)單位進行設備的監(jiān)造工作，實現(xiàn)全過程質(zhì)量控制。駐廠監(jiān)造人員負責對材料的進廠驗收、下料、焊接、無損檢測、出廠驗收等環(huán)節(jié)進行全過程的見證和把關，核查相關的材質(zhì)證明書、檢驗報告、焊接工藝卡等技術文件。發(fā)現(xiàn)問題及時向制造單位和項目公司反饋，積極督促制造單位進行整改和修復。

——高度重視設備出廠前的驗收工作,確保設備“零缺陷”出廠。項目公司向三大主機制造單位和重要的輔機制造單位派出了多名經(jīng)驗豐富的駐廠人員，負責進度的協(xié)調(diào)和質(zhì)量把關。重要設備或部件出廠前，項目公司組織廠內(nèi)專業(yè)技術人員、并邀請實研所的專家前往制造單位進行出廠前的驗收，提早發(fā)現(xiàn)問題，及時通知廠家進行妥善處理。

加強安裝現(xiàn)場質(zhì)量控制和管理。現(xiàn)場施工條件艱苦、裝備簡單，導致現(xiàn)場施工質(zhì)量難以保證。為此，該公司有針對性地采取了許多科學、有效的措施，確保了工程質(zhì)量。

——加強對高壓焊工上崗前的培訓和考核。開工前，該公司要求施工單位上報所有焊工的資質(zhì)證書，由項目公司會同監(jiān)理進行認真審查，審查合格后要求焊工進行一周左右上崗前的模擬練習，然后進行實際考核，只有考核合格者才能進入現(xiàn)場從事與合格項目相對應的焊接工作，達到了從源頭上控制焊接質(zhì)量的目的。

——嚴格審查焊接工藝評定報告和作業(yè)指導書。該公司會同監(jiān)理認真審查了施工單位上報的與本工程相關的焊接工藝評定報告和焊接作業(yè)指導書共計40余份，發(fā)現(xiàn)問題后要求施工單位及時修正。同時，該公司還強調(diào)了施工工藝紀律，要求施工單位做到“沒有開工報告不開工，沒有技術方案不動工，作業(yè)指導書沒有交底不施工”，并經(jīng)常檢查施工人員是否進行了技術交底、是否正確執(zhí)行了作業(yè)指導書。事實證明，以上做法從根本上改變了過去技術方案和作業(yè)指導書流于形式的局面，為保證施工質(zhì)量提供了技術保障。

——狠抓焊接施工過程控制。焊前，該公司會同監(jiān)理認真審核合格焊工合格證及焊接作業(yè)指導書，進行模擬考試，設W點見證對口工序質(zhì)量；施焊時，首先設H點對首只焊口進行質(zhì)量檢查驗收，然后施工單位進行三級質(zhì)檢，監(jiān)理部、工程部不定期進行現(xiàn)場巡檢及工藝、質(zhì)量檢查；焊接后，督促檢驗單位嚴格按合同及規(guī)范的要求進行無損探傷。對重要的焊接部位(P91)實施了24小時的“旁站”監(jiān)督。在工程建設期間，兩次及時發(fā)現(xiàn)焊工不按焊接工藝規(guī)范施工，當場要求予以返工處理，并給予了重罰，起到了威懾作用。

——加強無損檢驗，提高焊接缺陷檢出率。除了嚴格執(zhí)行《火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程》（DL/T869-2004）等有關規(guī)程規(guī)定，該公司在合同中還明確規(guī)定，對受熱面管子安裝焊口進行100%射線檢驗，以期通過提高檢驗比例和采用先進的檢驗手段，來確保焊接質(zhì)量。同時，針對超臨界機組受熱面管子內(nèi)徑小、容易堵塞的特點，加強了對焊縫背面余高的控制。評定底片時，焊縫背面余高有可能超過1.5毫米的焊口，一律返工重焊。

——充分利用各種技術資源。每周一次的焊接質(zhì)量聯(lián)合大檢查，工程部會同監(jiān)理、施工單位（兩個施工單位交叉檢查）并邀請生產(chǎn)部門、湖南中試所等單位的焊接技術人員，一道對機組的安裝質(zhì)量進行現(xiàn)場檢查和資料如射線底片、光譜報告等抽查，取得了較好的效果。每兩月一次的專家咨詢單位來現(xiàn)場檢查，該公司都邀請了焊接方面的專家來現(xiàn)場檢查指導工作，給予了很大的幫助。

實踐證明，湘潭發(fā)電公司在二期項目建設過程中通過采取以上種種措施，為確保工程焊接質(zhì)量起到了很好的作用：

3號機組共完成受監(jiān)焊口49854只，焊口無損檢驗一次合格率98.99%；

4號機組共完成受監(jiān)焊口48160只，焊口無損檢驗一次合格率99.39%； 3、4號鍋爐水壓試驗一次成功。3、4號機組焊接單位工程驗收優(yōu)良率100%。3、4號機組試運行和試生產(chǎn)期間未發(fā)生因焊口質(zhì)量原因?qū)е碌摹八墓鼙笔鹿省?/p>

第四篇：超超臨界機組鍋爐高溫材料的選擇和應用

超超臨界機組鍋爐高溫材料的選擇和應用

摘 要：根據(jù)現(xiàn)今全球超超臨界機組中百萬千瓦級的動態(tài)發(fā)展情況，分析已有的機組參數(shù)。超超臨界鍋爐用耐高溫材料與其參數(shù)是緊密聯(lián)系在一起的，研究并開發(fā)應用超超臨界鍋爐的高效性能、方便加工和經(jīng)濟性新型材料，是未來發(fā)展的主要方向。

關鍵詞：超超臨界鍋爐；高溫材料；選擇及應用

在國民經(jīng)濟穩(wěn)定持續(xù)增長的大背景中，人們不斷的增加電力需求和國家實施節(jié)能減排的政策，建設容量大、效率快、參數(shù)高及節(jié)能好的機組是我國電力的發(fā)展趨勢。提高鍋爐的蒸汽壓力、溫度以及其他參數(shù)都能有效提高發(fā)電廠的發(fā)電效率，其中溫度的影響效果最明顯?，F(xiàn)今國際上超超臨界機組的參數(shù)為初壓力24.1-31MPa，其主蒸汽/再熱蒸汽的溫度是580℃-600℃/580℃-610℃，用USC作表示。而其使用金屬材料的耐高壓、耐高溫與焊接問題是如何提高蒸汽參數(shù)這個問題中所存在的首要技術難題。高溫材料的選擇

開發(fā)具有更好耐高溫性的耐熱鋼是發(fā)展高效超超臨界火力發(fā)電機組的關鍵技術，讓他們適用在更高的溫度范圍?，F(xiàn)今全球在管道及鍋爐的用鋼發(fā)展可大致分為兩方向：

（1）發(fā)展鐵素體耐熱鋼，馬氏體、貝氏體及珠光體耐熱鋼都被統(tǒng)稱作鐵素體耐熱鋼；

（2）發(fā)展奧氏體耐熱鋼。全球先進國家所研制推廣以及普通采用新的耐熱鋼種有三大類：a.新型細晶強韌化鐵素體耐熱鋼；b.新型細晶奧氏體耐熱鋼；c.高鉻鎳奧氏體鋼。高溫材料的應用

在過熱器以及再熱器的用鋼方面，不僅需要滿足蠕變的強度，還必須滿足蒸汽側(cè)抗氧化的性能以及向火側(cè)抗腐蝕與沖刷的性能。所有的鐵素體鋼幾乎不能用在蒸汽溫度高于565℃的過熱器或者再熱器中，這里使用奧氏體鋼在需要耐高溫的部件上。這里對幾種高溫材料進行詳細描述。

2.1 T91/P91

T91具有良好的力學性能，其結(jié)構(gòu)及性能具有較好的穩(wěn)定性，焊接與工藝性能優(yōu)良，具備較高的持久與抗氧化性。和TP304H作對比，T91的導熱系數(shù)相對較高、熱膨脹系數(shù)相對更低、持久強度中的等強溫度相對較好以及等應力溫度相對更高，并分別到達625℃及607℃。T91和T9鋼作對比，T91的持久強度是600℃，是T9鋼的三倍，同時還繼承了T9鋼優(yōu)秀的抗高溫腐蝕性能。

T91使用的最高溫度是650℃，最佳溫度是585℃-625℃，該鋼經(jīng)常使用在制造不超過650℃壁溫的過熱器、再熱器以及屏式過熱器等的重要組成部分，也可以代替亞臨界鍋爐中過熱器與再熱器的TP304H以及TP347H，也能使用在壓力容器與核電的高溫受壓部件中。P91通常使用在制造不超過600℃壁溫的過熱器、再熱器集箱以及主蒸汽管道中，它應用在超臨界機組中的優(yōu)越性十分顯明。

2.2 T92/P92

T92/P92是新型9%Cr馬氏體熱強鋼，比奧氏體的熱膨脹系數(shù)與導熱系數(shù)更加優(yōu)異。T92具有優(yōu)良的強韌性、焊接與加工性能；抗蒸汽的氧化性能基本與T91相同；通過焊接試驗，證明了T92的抗裂性較好，止裂在預熱溫度100℃；650℃的持續(xù)強度滿足多種要求。和T122作對比，T92在性能方面略占優(yōu)勢，但價格卻相對高昂。高W含量可能會因為長期運行發(fā)生蠕變脆化，將P92使用在厚壁部件的時候，會有IV型裂紋的趨向，因此，這些都需要更多的時間來進行評估。

因為T92/P92的性能優(yōu)良，能代替TP304H與TP347H在電站鍋爐的過熱器以及再熱器中的應用，能通過改善其運行的性能從而減少甚至避免異種鋼接頭，其實際意義非常重大。如果使用在亞臨界鍋爐中，可代替T91與TP347H厚壁管。P92通常使用在苛刻的蒸汽條件下，主要使用在集箱與蒸汽管道上。P92是已有的鍋爐最高溫度區(qū)以及超臨界壓力鍋爐管子的使用鋼，該鋼勢必會廣泛應用在主蒸汽和再熱蒸汽管道上。

2.3 Super304H

因為氮所具備的固溶強化作用，所以Super304H比18Cr-8Ni型不銹鋼的強度水平高，而且其塑性和TP347H相差無幾；十萬小時的650℃持久強度的外推數(shù)值為128MPa。Super304H具有良好的焊接性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，并且抗蒸汽的氧化性和抗高溫的腐蝕性能良好。在650℃的高溫中該鋼許用應力高于TP304H的90%，高于TP347H的48%，高于TP347HFG的21%，并且略微高于HR3C的5%。僅從抗氧化性或者抗腐蝕性來看，Super304H和TP347HFG相近，但其綜合性價比略微占有優(yōu)勢。

Super304H℃使用的最高溫度是700℃，通常使用在超超臨界機組鍋爐中的過熱器與再熱器上。因為其性能優(yōu)異，不管是從其可靠性以及經(jīng)濟性來看，它都屬于以后超超臨界機組鍋爐中的過熱器與再熱器非常重要的首選材料。

2.4 HR3C

HR3C是結(jié)合TP310H以及TP310Cb的特征并加以改善的25Cr-20Ni型的奧氏體耐熱鋼，它的公稱成分是0.1C-25Cr-20Ni-Nb-N。因為在HR3C中加進了許多的Cr，Ni以及相對較多的Nb以及N，它的抗張強度比常規(guī)不銹鋼18Cr-8Ni高，它的許用應力與持久強度也比TP310以及常規(guī)不銹鋼18Cr-8Ni高，抗高溫的腐蝕性能也明顯比18Cr-8Ni和19Cr-11Ni優(yōu)異，而且其抗蒸汽的氧化性能也非常的優(yōu)秀，炸接的接頭也同樣滿足規(guī)范要求。

在臨界壓力參數(shù)的條件下，HR3C通常使用在制造循環(huán)流和大型發(fā)電鍋爐溫度不超700℃的過熱器、再熱器、屏式過熱器和各種耐高壓，耐高溫或者抗硫、抗氯等環(huán)境腐蝕的管件。結(jié)束語

超超臨界機組發(fā)電是一個有前途的清潔煤發(fā)電技術，因為超超臨界的蒸汽參數(shù)條件，使機組中一些關鍵部件性能具有更高的要求，合理的進行選材確保機組的安全性與可靠性。新鋼種還處在應用的起步階段，需要不斷的進行探究和歸納其在運用中顯現(xiàn)的問題，從而推動其穩(wěn)定發(fā)展以及運行。

參考文獻

[1]毛建雄.700℃超超臨界機組高溫材料研發(fā)的最新進展[J].電力建設，2013（18）：69-76.[2]梁軍.超超臨界火電機組鋼材選用分析[J].電力建設，2012（10）：74-78.

第五篇：焊接質(zhì)量控制論文

第1篇：淺談油田注汽鍋爐制造過程中的焊接質(zhì)量控制

油田注汽鍋爐的制造過程是一個嚴謹?shù)南到y(tǒng)過程，在鍋爐制造過程中，焊接的成功與失敗在很大程度上影響鍋爐使用過程安全與否。因為焊接的環(huán)節(jié)能夠影響鍋爐的承載能力與受熱是否均勻，尤其是在鍋爐的受熱面管的制作過程中，焊接難度比較大，這更需要進行焊接質(zhì)量的管理。下面我們分析一下油田注汽鍋爐的制造過程中需要做好的焊接質(zhì)量控制的內(nèi)容與環(huán)節(jié)。

一、施工前進行的焊接準備活動

首先，在進行油田注汽鍋爐的制作工序之前，制作單位應該嚴格按照國家相關的技術、法律法規(guī)等標準以及委托單位提供的制作圖紙、施工要求等內(nèi)容進行制作方案的確定，這是進行焊接質(zhì)量控制最基礎的前提條件。

其次，要對制作過程中的焊接人員進行合理的分配，做到每個人都能夠各司其職，從而有效的進行焊接質(zhì)量的控制，具體來說，要明確焊接實施者、焊接檢驗者、焊接材料管理者等工作人員的各自任務，保證他們在焊接過程中的權利與義務。

然后，要對即將投入使用的各種焊接設備進行檢查與維修，從而保證這些設備能夠有效的開展工作，避免工作過程中出現(xiàn)設備罷工的情況發(fā)生。

最后，制定一個需要所有的人員共同遵守的焊接質(zhì)量的目標。在制作的全過程中能夠有效落實每個階段設定的目標，從而能夠保證在焊接過程中每個人都能夠完成既定的目標，確保整個制作過程中的質(zhì)量控制。

二、制造過程中的質(zhì)量控制

（一）焊接進行前的質(zhì)量控制

焊接進行前的質(zhì)量控制，是整個焊接工作進行的基礎，因此要慎重的進行，嚴把質(zhì)量關。具體需要做的工作我們下面逐一分析一下。

（1）按照制作鍋爐之前所設計的焊接施工方案開展工作，保證個人工作人員及時到達工作崗位進行簽到，如果有特殊情況，沒有到位的工作人員，應該盡快找到相應的代替人員進行補位。

（2）因為油田注汽鍋爐是一種大型的開采稠油所用的工具，屬于特殊設備，因此制作的過程不但要設計單位進行監(jiān)督，國家質(zhì)量監(jiān)督部門也會按照相關的國家技術標準對其進行監(jiān)督，所以注汽鍋爐的制作單位需要將各種施工文件等在施工前及時交給質(zhì)量監(jiān)督部門審核，得到相關部門的批準后才能開展施工工作。

（3）在油田注汽鍋爐的制作過程中，要注意焊接工作比較難進行的部分。比如，在焊接材料比較復雜、注汽鍋爐的受氣面比較大、鍋爐的規(guī)格要求比較高的時候，要注意焊接工作的進行。

（4）在焊接工作進行的時候要健全相關責任明確制度，將質(zhì)量控制與經(jīng)濟效績相掛鉤，并且需要明確的是焊接工作必須做到每個人都同意才能將這個工作通過，對待焊接質(zhì)量不合格的產(chǎn)品不能下線，并要對相關負責人進行經(jīng)濟與人事的處罰。

（二）焊接進行中的質(zhì)量控制

（1）在焊接工作即將開始的時候，要進行相關的準備，包括清理、成對、除銹等基礎性的工作，這樣才能保證即將開始的焊接工作能夠有效的進行。

（2）焊接的過程中除了檢驗環(huán)節(jié)需要分批次焊接外，整個過程都應該連續(xù)的完成，因為焊接過程中如果中斷的話，會產(chǎn)生裂紋等不良現(xiàn)象的發(fā)生。如果遇到特殊情況不得不中斷的時候，在下次焊接的時候必須仔細檢查，確保沒有出現(xiàn)裂紋后再繼續(xù)焊接。圖中顯示的便是焊接處出現(xiàn)裂紋的情況，這種情況的出現(xiàn)對鍋爐的制作會造成不利的影響。

（3）因為如今的鍋爐焊接工作還是需要工作人員進行手焊，因此一定要確保焊工的手藝質(zhì)量。因此在焊工進行焊接前要針對技術性的東西對焊工進行相關的培訓，在培訓后還應該讓其進行同類型的焊接工作的模擬練習，另外，在焊工工作之后需要對焊工的工作建立獎懲制度，做到有功必賞，有過必罰，這樣才能保證焊工的積極正確的態(tài)度。

（三）焊接工作結(jié)束后的質(zhì)量控制

（1）在焊接工作結(jié)束之后，要在焊口還有余熱的時候?qū)缚谶M行相應的熱處理，并做好處理記錄，將接頭進行處理之后，才能將工作移交到下面。

（2）在焊接工作結(jié)束之后還要進行焊接工作的驗收，要使焊接的鍋爐達到相應的國家檢驗標準，這樣制作出來的鍋爐才能交付使用。

三、焊接過程本身的質(zhì)量控制

在焊接過程本身的質(zhì)量控制中，包括方案設計、環(huán)境鑒定、材料管理、人員管理等各個方面的內(nèi)容，要想保證整個焊接過程能夠有效地進行，就要設計一套科學有效地質(zhì)量管理體系與質(zhì)量監(jiān)督手段，只有這樣才能確保整個焊接過程的有序進行。

第2篇：壓力管道焊接質(zhì)量控制

1前言

壓力管道是特種設備的一種，由于其輸送的介質(zhì)的特殊性，一旦因焊接缺陷發(fā)生泄漏將對人生財產(chǎn)損失產(chǎn)生巨大危害，因此保證壓力管道的焊接質(zhì)量是防止事故發(fā)生的關鍵措施。由于壓力管道在施工過程中受到各種人為因素和環(huán)境因素的影響，容易發(fā)生各種質(zhì)量問題。因此焊接過程和焊接檢驗是其在施工過程中質(zhì)量控制的關鍵因素。

2焊接過程的質(zhì)量控制

焊接過程控制主要從焊接材料、焊接工藝評定、焊工資格和能力、焊接操作過程四方面進行控制。

2.1焊接材料

焊材的選用對焊縫的影響是非常大的，焊條或焊絲的選用將直接影響焊縫的力學性能和焊縫各種缺陷的產(chǎn)生，在焊材的選用方面必須進行嚴格控制。

另外在管道焊接施工過程中焊接材料的儲存場所及烘干、發(fā)放、回收應按照《焊接材料管理規(guī)范》執(zhí)行，保證所用焊材在使用過程中焊材的成分與性能符合質(zhì)量要求。

2.2焊接工藝評定

壓力管道在焊接過程時，施工單位必須有相適應的焊接工藝評定。焊接工藝評定必須符合《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB50236-2011及其它壓力管道焊接規(guī)范的相關要求。

焊接技術人員應依據(jù)相關施工規(guī)范、設計圖紙、焊接工藝評定，三方面結(jié)合管道焊接現(xiàn)場的具體條件制定可行的壓力管道焊接工藝指導書。管工按技術交底制備坡口，焊工按照焊接工藝要求進行壓力管道焊接，質(zhì)量技術人員必須對上述幾方面加強監(jiān)督管理，并做好相應的施工記錄。

2.3焊工的資格和能力

凡是從事壓力管道焊接的焊工、必須按照現(xiàn)行《特種設備焊接操作人員考核細則》TSGZ6002-2010、的規(guī)定進行相應焊接項目的考試取證，取得特種設備焊接作業(yè)人員證書后，方可從事相應焊接項目的施工。

2.4管道焊接操作過程

主要是對管道坡口加工、管口組對、焊接工藝執(zhí)行情況、焊接環(huán)境等方面進行檢查。

（1）坡口加工：主要檢查管材制備坡口的角度、尺寸符合設計文件和焊接工藝規(guī)程的規(guī)定。管道坡口兩表面不小于10mm范圍內(nèi)不應有夾層、裂紋、毛刺及火焰切割熔渣等缺陷。

（2）管口組對質(zhì)量檢查：重點檢查管口錯邊量、鈍邊厚度、坡口間隙等符合規(guī)范要求。且管材不得進行強力組對。管材或管件組對時，內(nèi)壁平齊，組對后管材或管件的對接焊口錯邊量不應超過管材壁厚的l0%，且不大于2mm；管徑大于等于150mm同一直管段上兩對接焊縫中心線間的距離不應小于150mm，管徑小于150mm同一直管段上兩對接焊縫中心線間的距離不應小于100mm；且不宜在焊縫及其邊緣上開孔，當必須在焊縫上開孔時應符合《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》GB50236-2011及其它規(guī)范、標準的要求。

（3）焊接工藝執(zhí)行情況檢查：主要檢查焊接的電壓、電流、焊速。且焊速應與焊接的電流、電壓有一個合適的搭配。

（4）焊接環(huán)境的檢查：主要針對施工現(xiàn)場的溫度、風速、濕度等焊接環(huán)境進行檢查。管道焊接時周邊環(huán)境溫度應符合焊接操作要求的溫度，且不應影響焊工的操作技能。焊接時的風速：焊條電弧焊、自動保護藥芯焊絲電弧焊和氣焊不應大于8m/s、鎢極惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊不應大于2m/s，超過上述規(guī)定值時應有防風設施。焊接現(xiàn)場相對濕度不得大于90%，且雨雪天氣應采取防護措施。

3焊接質(zhì)量檢驗

焊接質(zhì)量檢驗主要對焊縫進行外觀質(zhì)量檢查和內(nèi)部質(zhì)量檢查。

3.1外觀質(zhì)量檢查

外觀質(zhì)量的檢查應在焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢查之前進行。除設計文件和焊接工藝文件有特殊要求的焊縫外，焊縫應在焊接完成后立即清理干凈焊縫表面，去除焊縫表面渣皮、飛濺等影響焊縫宏觀檢查的異物，然后進行焊縫外觀檢查。

外觀檢查應采用焊縫檢測尺、硬度計等檢測計量工具進行全部外觀檢查并符合GB50236-2011標準中相應的具體要求，應如實記錄。焊縫外觀檢查首要重點對容易發(fā)生的焊縫表面缺陷部位進行檢查，以便發(fā)現(xiàn)缺陷及時修復。焊縫應無渣皮和飛濺物。焊縫的表面缺陷主要有：咬邊、表面氣孔、表面裂紋、表面內(nèi)凹及飛濺等，這些缺陷的產(chǎn)生有各種原因，但大多與焊接手法、焊材與電流選擇及焊接環(huán)境的好壞有較大的關系，因此我們了解缺陷產(chǎn)生的原因及解決措施后便有利于減少這些缺陷的產(chǎn)生，保證焊接質(zhì)量的合格。

3.2焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢查

壓力管道焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢查通常采用無損檢測（NDT）檢查焊縫的內(nèi)部質(zhì)量缺陷。常用無損檢測方法有四大常規(guī)無損檢測方法RT、UT、MT、PT。

選用哪種無損檢測方法、檢測比例、合格級別對壓力管道焊縫內(nèi)部缺陷的檢出率非常重要，設計圖紙應根據(jù)國家相關規(guī)范、標準給出明確規(guī)定。若由于施工現(xiàn)場原因無法采用相應的檢測方法，施工單位應在圖紙會審時提出問題，設計單位確認后方可更換相適應的檢測方法。

MT、PT檢測方法重點檢查管道焊縫表面及近表面缺陷，其中MT只能用于鐵磁性材料的檢測。兩種檢測方法主要用于承插焊焊縫、支管連接焊縫（對接式支管連接除外）和補強圈焊縫、密封焊縫、支吊架與管道的連接焊縫，以及管道上的其它角焊縫。

RT、UT檢測方法重點檢查管道焊縫內(nèi)表面缺陷。在使用UT檢測時對管道壁厚有一定的要求，薄壁管的缺陷檢出率較低。兩種檢測方法主要用于管道及管道組成件的對接焊縫和環(huán)縫、對接式支管連接焊縫。、4結(jié)束語

壓力管道的焊接過程一般都在自然環(huán)境下進行，敷設方式有埋地、架空甚至是高空作業(yè)，現(xiàn)場條件惡劣復雜等特點因此管道焊接的質(zhì)量控制是相當必要的。由于壓力管道施工時每道工序都是相互銜接，在一道工序上出現(xiàn)問題，就會致焊接缺陷的產(chǎn)生。而這就要求我們在壓力管道焊接質(zhì)量控制方面不能有一絲的馬虎。焊接質(zhì)量的優(yōu)劣對以后的安全運行起著至關重要的作用。因此在有限的條件下我們必須采取嚴格措施來保證壓力管道的焊接質(zhì)量，確保實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的焊接工程。