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超超临界机组承压部件焊接质量控制
超超临界机组焊接质量控制
一、工程概况
望亭发电厂改建工程为2×660MW级的超超临界、中间再热、燃煤发电机组。本工程项目公司为望亭发电厂，设计单位为华东电力设计院，主体工程监理单位为安徽省电力工程监理有限责任公司。
锅炉采用上海锅炉厂有限公司产品，为超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构；锅炉采用半露天封闭、П型布置。
汽轮机采用上海汽轮机有限公司引进西门子技术的国内首台产品，汽轮机为超超临界一次中间再热，四缸四排汽，单轴凝汽式，机组能满足各种运行方式，有较高的负荷适应性，能够带基本负荷并具有调峰能力，其中高压缸（运输重量为133t）、中压缸（运输重量为195t）为整体供货。
发电机采用上海汽轮发电机有限公司生产的产品。形式：水氢氢冷却汽轮发电机，静态励磁。
二、焊接特点
锅炉受热面施工采用地面组合及高空安装相结合的方法，因本工程属于老厂改建工程，组合场地狭小，高空安装工作量大，由此增加了焊接工作的难度，给焊工提出了更高的要求。本工程锅炉设备为上海锅炉厂首次设计600MW等级的超超临界锅炉，大量采用了T/P91、T/P92、Super304、HR3C等合金钢，焊接的难度较大。本工程为超超临界，锅炉受热面焊口数约五万多只，且工程工期短，焊接工作难度相对较大。本工程超厚壁管道比较多，焊接及焊接热处理时间较长，施工难度相对较大。
三、焊接过程中的质量控制
目前，就电力建设行业来说，一个工程中所涉及到的承压部件焊接工作特别多，从锅炉受热面、锅炉本体连接管及炉顶钢架到汽机四大管道及中、低压管（包括汽机本体油管道）等等都需要进行焊接。这就涉及到一个焊接质量问题，其好坏对一个工程是否合格或优良起着决定性的作用。下面就在工程中如何把好焊接质量关谈一些看法。
在工程建设中如何使焊接质量得到有效的控制。主要方法为：
1、人员培训。超超临界机组承压部件焊接质量控制
要求理论和实际相结合，培养出技艺出众、作风良好的优秀焊工。
2、材料控制，防止不合格的材料用于工程建设中或材料错用等情况的发生。
3、制定合理的施工方案和工艺制度，确保和提高焊接工程质量。
4、建立有效的质量保证体系，从上至下形成质量管理网络，明确分工和职责。
1）首先要从人员培训出发，没有一批优良合格的焊工，就不用谈焊接质量。培训分为实际操作和理论学习两部分。在实际操作过程中，要求焊工养成良好的习惯，如认真检查对口质量，培养正确的操作手法，认真清理层间飞溅和熔渣，认真进行表面质量的自检等。这样就为以后在现场施工时打下一个良好的基础。
实际操作水平高是焊接质量保证的一个关键，但焊接理论知识的学习同样不可忽视。根据以往的工程经验发现，培训时往往注重实际操作的练习和考核，焊接理论知识的学习和考核则一点也不重视，这就造成了在现场施工中，一些焊工对焊接的基本条件不了解，不能够正确识别焊接材料的种类及基本用途，有的焊工甚至连《焊接自检记录》的表格都不会填。所以，人员的培训是保证焊接质量的前提。在培训考核过程中，要求培训单位严格把关，培养出技艺出众并能够熟悉掌握理论知识的优秀焊工。
2）焊接材料的控制。焊接材料的好坏及是否正确使用直接影响焊接质量。不合格的材料可直接导致焊接缺陷的产生，如气孔、夹渣等。如果用错焊接材料就有可能产生严重的后果，特别是承压管道的焊口，材料一旦用错，不仅是焊口泄露问题，还可能引起重大的安全事故，对人身及国家财产带来巨大的损失。可以从以下几方面来做好工作，使焊接质量得到保证。
a)入库与存储
焊接材料入库前，工地材料员和焊条库管理员应对每批焊材进行质量验证，看是否符合计划要求和技术条件要求，不符合要求的一律不许入库。正确填写《焊接材料进货记录》和《焊接材料入库检查记录》。
检查焊接材料的型号、规格、数量是否与计划一致，质保书是否与实物一致。检查外包装及干燥程度：焊条、焊丝外包装应完好无损，无受潮现象。将数根焊条放在手掌上相互滚动，如发出清脆的声响，即表示焊条较干燥，如听见的是低沉的沙沙声，或表面起粉，或焊芯、焊丝已生锈，则表明已受潮。
检查焊条药皮强度：将焊条举高1米，让其水平跌落在光滑的水泥地面或 超超临界机组承压部件焊接质量控制
铁板上，应无裂口或脱块现象。检查焊条焊丝表面质量：用肉眼观察，焊条应无砂眼、鼓包、偏心、药皮脱落、药皮裂口等，焊条焊芯、焊丝应无锈迹。
氩气入库时，应检查有无合格证明，并抽查气瓶压力是否充足。氩气纯度不得低于99.95%。
焊条库应干燥、通风良好。库房内应配置远红外灯泡和除湿机、温湿度表。库房温度应大于5℃，且相对空气湿度小于60%。焊条库管理员应经常检查温湿度状况，并且每天两次（上、下午各一次）记录温湿度。焊接材料应按型号、规格、批号分类存放，并挂标识牌。焊条堆放应与地面、墙壁保持不少于300mm的距离，且堆放高度不宜超过1米。
b)焊条的烘燥。
焊工班（组）长应根据工作任务，将次日所需焊条数量通知焊条库，以利焊条库及时烘燥。
焊条烘燥应按其质保书上的规范要求进行，一般碱性焊条350℃恒温1小时、酸性焊条150 ℃恒温1小时。烘燥时应按焊条型号、规格分开，并做好标识，严禁混淆。不同牌号的焊条尽量在不同的烘箱中分别烘燥。焊条烘燥时，升降温速度应缓慢，严禁将冷焊条突然放入已升至高温状态的烘箱中，或将烘至高温状态的焊条突然取出，造成药皮开裂脱落。
焊条在烘箱内应放置均匀，每层不宜太厚（一般不超过100mm为宜），使焊条得到均匀而全面的烘燥。烘燥后的焊条应放在100-150℃的低温箱中待用。烘燥后领出使用而未用完的焊条，须做好标识，重新进行烘燥，但重复烘燥次数不得超过两次。对严重受潮、二次烘燥未用完、存放超过三年以上的焊条和表面锈迹严重的焊丝等应报废，并填写《焊接材料报废记录》。
焊条烘燥应做好烘燥记录。c)材料的发放与使用
焊工领用焊接材料，须凭施工班组长签发的《焊工日任务单》。该单应填写正确、齐全、清晰，否则，焊条库应拒绝发放。
特殊用途的焊接材料（如合金钢焊条、焊丝、不锈钢焊条焊丝等）应由技术员或专工签字，方可发放。
焊条库管理员应认真核对领用单上的材料型号规格，以防错发。焊工领用时 超超临界机组承压部件焊接质量控制
也要核对，防止错领。
焊工应带焊条筒领用焊条，焊条用于受监部件焊接时，应带保温筒领用。否则，焊条库应拒绝发放。
二次烘燥的焊条，焊条库应优先发放完，焊工应优先使用完。发放时应在《焊工日任务单》上注明。
焊工在施焊时，应从焊条筒内随用随取，不得将成把焊条拿出放在工件或地面上。焊条（焊丝）头不得随意乱扔，尤其是高空作业时。
当日未用完的焊材应当日送回焊条库，焊条库做好回收记录。焊条（焊丝）及焊条头回收率不得低于领用数的98%，且焊条头长度不得大于50mm，焊丝头长度不得大于150mm。
焊工领用氩气，在使用前应试验其纯度，如发现不纯，应退还气站。若该批次有多瓶氩气不纯，应及时向工地领导反映。气瓶使用时不得用尽，应留有0.1-0.2MPa的余气。
分承包方领用焊条、气瓶时亦应按此办法执行。
从以上三方面来对焊接材料进行控制，杜绝应材料问题而造成焊接质量的失控。
3）提高和改进焊接、热处理施工工艺
焊接质量与施工工艺有着密不可分的关系，合理的、先进的工艺不但可以提高焊口的合格率，而且可以减轻焊工的劳动强度，提高工作效率。为了提高焊接施工工艺水平，使焊接全过程处于受控状态，确保工程焊接质量，特制定了施工工艺细则，要求施工人员严格遵守。细则内容如下：
a)各级人员职责
焊接技术人员应掌握工程概况，结合实际编制作业指导书，根据现场情况制定合理的焊接工艺，并向施工人员进行技术交底，深入实际进行技术指导和监督，参与重要管道和部件的质量验收工作，记录、检查和整理焊接资料。
焊接质检人员负责焊接工程的检查、监督和验收评定工作，参与技术措施的编制，注重质量监督资料的积累和总结。
焊工班组长应掌握焊工技术状况和工程情况，合理分工、过程监控，参与焊接工程的验评工作。超超临界机组承压部件焊接质量控制
焊工应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和技术措施进行施焊，完成合格的焊接接头。
热处理工应遵守作业指导书和交底规定，做到操作无误、记录准确。安装工应严格按规范或图纸规定对口装配，符合要求后方可焊接。b)施工前的准备
施工作业指导书经审核批准，并按要求进行交底。
施焊焊工必须经相应项目的技术考核，并持有效的合格证件。热处理工每档必须至少有一人经过专业培训考核取得资格证书。
承担锅炉受热面管子焊接的焊工在施焊前，应进行与实际条件相适应的模拟练习，并经折断面检查连续合格后方可正式焊接。
焊工在施焊前应检查对口装配质量，不符合要求的，应要求安装工重新调整至符合规范或图纸要求。
焊工、热处理工应备齐必要的工器具，焊前应试验氩气流量及纯度，检查确认焊条、焊丝，若有怀疑应及时报告技术人员或质检人员处理。
凡受监部件焊接，焊工必须用保温桶领装焊条，焊丝使用前必须用砂纸打磨出金属光泽。
检查确认焊机或热处理设备处于良好工作状况，焊接场所的挡风、防雨设施应完善。
c)施工工艺要求 焊接方法的选择
受监焊口焊接方法主要有手工电弧焊、手工钨极氩弧焊和氩弧焊打底电焊盖面三种。手工钨极氩弧焊一般适用于φ＜60mm、壁厚δ≤5mm的锅炉受热面管子焊接；中低压管道、燃油管道、汽轮机和发电机的冷却润滑系统焊口等必须采用氩弧焊打底；其它受监焊口采用氩弧焊打底电焊盖面的方法；钢结构、锅炉密封、六道等其它项目的焊接采用手工电弧焊。
热处理方法的选择
严格按照规程规范要求进行预热和焊口热处理的。
点固焊时，应与正式施焊要求相同，点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷立即消除，重新点焊。严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临 超超临界机组承压部件焊接质量控制
时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。
中、高合金钢（含铬量≥3%或合金总含量＞5%）管子和管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩保护，小口径管也可以不充氩，但必须采用药芯焊丝打底。
采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。
多层多道焊缝焊接时，应逐层清理干净，检查合格后方可焊接次层，直至完成。
除焊接工艺规定的焊口外，所有焊口应连续完成，不得中途停止施焊，更不得将未焊完的焊口过夜（包括点焊口）。因不可预料的原因被迫停止时，应及时采取防护措施（如后热、缓冷、保温等），重新焊接前应严格检查，确认焊口无裂纹等异常情况后，方可继续焊接，需预热的焊口应重新预热。
为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于194mm的管子和锅炉密集排管的对接口宜采取二人对称焊，公称直径大于或等于1000mm的管道或容器的对接焊口，应采取双面焊接，并采取清根措施，以保证封底焊质量。
厚壁大径管当壁厚大于35mm、采用多层多道焊时，氩弧焊打底层厚度不小于3mm，其它焊道的单层厚度不大于所用焊条直径加2mm，单道摆动宽度不大于所用焊条直径的5倍。
施焊，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，多层多道焊的接头应错开。
密封件与受热面管子焊接时，严禁在管壁上引弧，并注意防止产生咬边。焊接结束后应做好清理检查工作，注意表面工艺质量，做到焊缝表面整齐、过渡圆滑、成型美观。
需要预热或焊后热处理的焊缝，应及时进行预热或热处理。对容易产生延迟裂纹的钢材，焊后应立即进行热处理，否则应做后热处理（加热300-350℃，恒温2小时）。
热处理规范参数（加热方法、加热温度、升降温速率、恒温时间、加热宽度、保温宽度等）应按交底或规程要求严格执行，热处理过程中必须有人监控仪器、仪表，发现问题及时纠正或汇报技术人员。超超临界机组承压部件焊接质量控制
热处理所用仪器、仪表、热电偶应根据计量要求进行标定或校验。大口径管道进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心的两侧，且不得少于两点。水平管道的测点应上下对称布置。
安装管道冷拉口所使用的加载工具，需待整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载。
d)质量检查
焊接技术人员和质检人员应经常深入施工现场，检查作业指导书及技术措施的执行情况，对违反工艺规范要求的，应立即制止并纠正。
焊接完成后，焊工应仔细检查表面质量，如有超标缺陷，应及时消除。当热处理记录曲线与所要求的规范参数不符时，应对热处理焊口进行硬度测试，如硬度不符合要求，需重新进行热处理。
焊工应在分项工程焊接接头完成后及时填写自检单，班（组）长应对焊缝100%检查，合格后方可在自检单上签字，并交工地质检员复检。
工地质检人员应根据自检记录对其进行复检，受监焊口必须进行100%检查，其它焊缝应做不少于50%的抽检，检查合格后通知公司质检人员或监理代表会同验评。
受监焊口完成，经表面检查合格后，由技术人员委托金属试验室进行无损探伤。
焊接接头有超标缺陷时，可采取挖补方式返修，但同一位置的挖补次数不得超过三次，中高合金钢不得超过两次。需进行热处理的接头，返修后应重新热处理。返修必须在接到返修通知单当日完成。
e)奖惩办法
焊工和热处理工必须严格按照给定的工艺施工，对违反工艺制度、屡教不改或造成严重不良后果者，将给予罚款甚至下岗处理。
焊工应加强自检，若工地复检时，查出超过5%的焊接接头不合格，应追究焊工和班（组）长责任；若公司级或监理验收时超过2%不合格，则应追究工地质检人员和技术人员的责任。
热处理曲线应100%合格，否则追究热处理工责任。
受监焊口一次合格率小于90%的焊工，应暂停该项目的焊接工作，重新练习 超超临界机组承压部件焊接质量控制
合格后方可再上岗。一次合格率小于80%时，该焊工将不允许在本工程再担任受监部件的焊接工作，并采取相应的经济处罚措施。
所有汽水油气管道焊口，在水压、酸洗或试运转时不允许泄漏，如有泄漏，对施焊焊工、班组长、技术人员和质检人员作罚款处理。
对模范遵守工艺制度，并取得优良质量的焊工和热处理工给予一定奖励。以上几点从班组各级人员的职责、焊接热处理施工工艺及质量检验等工作来控制焊接质量，使班组每个人都各尽其责，各尽其能。4）建立质量保证体系
在现场施工中，一个好的质量管理网络可以使焊接质量得到明显的提高和有效的控制，层层把关，使规程、规范、措施和各项管理制度一一得以落实。质量保证体系主要有以下几点：
工地建立了质量管理网络，明确各级质量职责。工地主任为质量第一责任人，焊工是焊接质量的直接负责人，工地专职质检员主要负责焊接过程监督检查及验评工作。
加强焊工的技术培训与理论学习，提高质量意识，增强责任感。制定相应的管理制度及技术措施，并认真落实执行。
从影响焊接质量的五个基本要素（人、机、料、法、环）着手，全方位、全过程严格把关，层层控制。
严格执行检查验收制度，自检不能流于形式，复检要善于发现问题、解决问题，要一级对一级负责。
积极开展技术革新与QC攻关活动，以提高工程焊接质量，设立专项质量基金，制定质量奖惩办法，奖罚分明，调动职工积极性。
以上主要从四个方面阐述了如何对焊接质量进行控制。这些都是在电力建设工程中要严格实施和执行的，也是控制焊接质量最基本的方法。在本工程中，都得到了很好的实施，并取得了比较好的成绩。焊口无损检测的一次合格率都在98%以上，焊缝表面质量优良率在99%以上。
在工程建设中，还有很多焊接问题需要解决。我们要从管理和最基本的工作方法着手，结合实际，一步一步，严格控制，才能使焊接质量不断提高。
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