浅析双层T91管排的焊接

摘要：从某超临界机组双层T91管排的焊接施工准备、焊接工艺、焊工操作要点、热处理过程控制等方面对双层T91管排的焊接施工管理情况进行了系统的分析和总结。为同类型管排焊接施工提供一些参考，供从事火电基建施工焊接技术管理的人员交流探讨。

关键词：T91 管排 焊接

中图分类号：P755.1文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

某350MW超临界机组末级过热器共44个小集箱（入口22个，出口22个），每个小集箱有焊口17只，共有焊口748只。进口集箱管口规格为φ44.5×8.5，出口集箱管口规格φ44.5×9.5管接头上下两层交错布置，焊接位置困难，且材质均为SA213-T91，，焊接工艺要求高，焊接可操作性差，双管排形式的焊口热处理困难。

2施工准备

2.1人员准备

从公司范围内抽调技术稳定的合格焊工承担本工程的焊接。针对现场焊口形式开展焊前模拟练习，小口径管连续6个合格，方准许现场施焊。

2.2技术准备

施工前，技术人员熟悉施工图纸和现场状况，完成作业指导书编制出版。参照公司焊接工艺评定制定焊接工艺卡。

2.3机具材料准备

开工之前，对所使用逆变焊机及热处理机进行性能测试，满足焊口高频引弧及熄弧的需要，温度控制仪及记录仪计量后使用。

建立规范的焊条库和焊条间，通过贯穿于发放和使用各环节的焊材程序化管理，确保合格焊材的正确使用。

3焊接工艺

3.1焊接方法

全部采用手工钨极氩弧焊方法。

3.2焊接材料

焊丝为ER90S-B9，规格φ2.5，氩气纯度≥99.99%，钨极选用铈钨棒。

3.3焊接设备

ZX7-400型逆变焊机。

4施工过程控制

4.1施工顺序

所有焊口采取地面组合，改善了环境，有利于焊接及热处理质量的控制。

优化焊接方案，进一步降低焊口困难系数：每个小集箱上下两层共17只焊口，每天只安排一个焊工施焊，从一端开始，上下2只焊口依次排列施焊，由于考虑到上下焊口的间隙较小，上面一只焊口的仰焊和下面一只焊口的平焊存在困难，所以先焊上面1只焊口，将困难留给下面焊口的平焊位置，降低出现缺陷的几率。

4.2充氩方式

充氩方式为从小集箱联络管的管座上充氩，即保证充氩效果又节省氩气，具体操作：首先焊前用水溶纸揉成团塞在管排一侧所有焊口的管道里，塞的位置距焊口中心线必须是300～400mm，目的是确保焊口热处理后水溶纸完好，便于焊口返修时内部充氩；第二步将氩气皮带从小集箱联络管管座中伸入充氩，小集箱联络管管座的封堵可利用厂家带来的封堵端盖，氩气皮带从端盖中间伸入到小集箱；第三步是开始对口点口焊接，先用胶带将每个焊口的坡口外侧进行封闭，点口及打底焊接时揭开一点，可保证充氩效果。注意的是，点口之前要注意检查管道充氩效果，用打火机的火焰靠近坡口处试验，若打火机火焰熄灭则证明里面充氩效果良好。为保证焊接质量，充氩过程必须伴随整只焊口焊接的全过程。

4.3焊工操作要点

4.3.1预热温度

严格焊前火焰预热，现场由专人用红外线测温仪进行控制，确保达到100～150℃的预热温度再进行焊接。

4.3.2层间温度

施焊时要严格控制热输入量在25KJ/cm以下，控制层间温度在100～150℃。

4.3.3打底及接头

根层打底时基本上不摆动，间隙过大时可采用内加丝方式，避免内凹。

平焊接头前，把先焊接的一段尾端打磨成斜坡状态，便于接头，斜坡长度以8mm为宜，斜坡过长容易造成过烧或接头缺陷。封口前可以通过没有焊接的一段间隙充分观察内部打底情况是否良好。

4.3.4收弧

焊缝接头以后继续往前焊接一段，通过快速焊接、不断加丝和减小充氩流量，把电弧引向坡口边缘利用高频熄弧。熄弧时，应填满弧坑将熔池逐渐缩小并移向焊缝边缘处收弧。高频熄弧衰减时间控制在2～3秒范围内，电弧熄弧后，应对收弧处和熔池供氩气10s，进行延时保护，同时必须对收弧处进行打磨，防止出现弧坑裂纹和接头未熔合缺陷。

4.4管排热处理过程控制

由于一只焊口焊完后不能第一时间热处理，因此可用保温棉对其进行绑扎缓冷，防止冷却速度过快引起裂纹缺陷。

在工程实际应用中我们采用两种方式进行焊后热处理，一是用整片加热片绑扎，二是单层管道上下用对称的两块加热器绑扎固定，两种方法均能起到较好效果。其中加热片的固定是关键，尤其是仰焊部位的加热片固定，加热片可用铁丝吊在每个管子上进行固定。管子之间的间隙要用保温棉塞住，防止热量散发太快。

热电偶要布置在仰焊中间部分焊接接头和管道两侧加热片包覆部分等有代表性的地方，其中中间仰焊焊口加热片容易下坠，造成热处理温度达不到实际控制温度，最两边部分的焊口加热面积最大，易造成过热，引起母材组织脆化和失效。

热处理后注意检查热处理效果：首先检查热处理记录曲线是否正确，再看一下处理的颜色和加热的长度是否均匀，个别的有差异的可以抽查硬度值进行确认。

5质量检验

此焊接工程属于超临界机组A-1类工程，按照火力发电厂焊接技术规程要求，进行100％射线探伤，5％硬度检测，10％光谱复查。

6结语

通过对双管排T91焊口施工过程的有效控制，进一步提升了T91钢焊口质量，同时也得到了项目业主及监理的认可，工程从锅炉水压试验到完成168小时试运行期间现场安装施工焊口未出现任何问题，取得了良好的经济效益，对今后的工程施工提供了有力的技术支持。

参考文献：

[1]任永宁．电力行业新型耐热钢的焊接现状[J]．现代焊接，2007年05期。

[2]白大鸣．T91钢的焊接[J] ．黑龙江电力，2001年06期。

作者简介：

禹长春（1983.10-），男，汉族。山东大学本科毕业，学士学位。助理工程师。山东电力建设第一工程公司焊接公司技术员。主要从事火电基建施工焊接专业的技术管理工作。