锅炉高温管系炉顶密封罩焊接风险的探讨

《锅炉高温管系炉顶密封罩焊接风险的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、锅炉高温管系炉顶密封罩焊接风险的探讨　　摘要：目前在锅炉制造行业里，人们非常关注焊接质量，更多地关注着锅炉承压的对接接头，而对于受压管件表面的附件焊接往往易于忽视或至少重视程度不足。诸如本文所提及的高温管屏上部炉顶密封罩的焊接。虽然其仅属于附件与受压件表面连接的角焊缝焊接，可是一旦疏忽，产生裂缝的几率是不低的，其造成的影响和损失与承压焊缝出现质量问题一样严重，甚至更加麻烦。　　关键词：焊接技术；产品模拟试验；结果分析　　中图分类号：TK22文献标识码：A　　随着现代大容量锅炉炉膛密封技术水平的发展，密封结构型

2、式的日趋成熟，其中炉顶部分上许许多多高温部组件（各级过热器和再热器）管屏多数采用由两片梳形板组成的焊接结构型式的密封罩来完成悬吊管屏处在炉顶位置的烟气密封。由于这部分管屏所处高温，管内介质温度、压力也高，管屏选用的材料都是12Cr1MoVG以上材质，更多的是SA213-T22、T23、T91、TP304H、TP347H或钢102等。众所周知，这些材质的可焊性，产生裂纹的倾向性都有着不同程度的敏感风险。这些材质的小口径管子对接焊缝在成熟的焊接工艺指导下、合格焊工的操作技能及有效的无损检测控制下，都能取得良好的接

3、头质量。反观，这些材质管子表面的焊接条件就比较复杂，无损检测控制也只能作一个表面探伤，一旦不予重视，若附件结构存在一定刚性拘束力，其出现裂纹的几率远大于管子对接接头。更严重是其出现的熔合线冷裂纹总裂入管材。　　我们厂曾在某生产令号30万千瓦/时的锅炉的高温过热器密封罩焊接处发现一定数量的裂纹，并延伸至管子母材。尽管数量不多，但造成的检测和返修费用很大。联想主机厂此类构件（管壁较薄的再热器）出现多起裂缝泄露事故，我们厂为了弄清原因，吸取教训，最大程度地避免今后重复再犯，我们及时列题进行焊接工艺试验。　　焊接工艺

4、试验分小试样角焊缝拘束试验焊接和模拟产品管排试验焊接。　　一、小试样角焊缝拘束试验焊接　　拘束试样采用两种管子φ51×8/T91和φ51×9/12Cr1MoVG长度L400和扁钢　　L400×B100×δ6/12Cr1MoV。为增加试样拘束度，在试验管一侧先焊上δ16/　　12Cr1MoV板条，如图1所示。　　试焊条件：1）T91管上选用高中低匹配三种焊条即CM-9CB，R407，R317，12Cr1MoVG管上只选用R317一种焊条。2）不预热，单层焊，空冷（当时试验室温～20℃）。3）不预热，单层焊，冰水

5、冷（当时冰水已化～5℃）。4）预热150℃以上，单层焊，空冷。5）不预热，单层焊，后热300℃/0.5h。　　焊后经磁粉探伤检查结果：　　1T91管上采用CM-9CB焊条，在上述2）～5）条件下，角焊缝未见裂纹。　　2T91管上采用R407焊条，在上述4）预热条件下试验焊缝上未见裂纹，其它条件下都存在长度不同（20～50mm）的个别裂纹。　　3T91管上采用R317焊条，在上述4）预热条件下未见裂纹，其它条件下都存在裂纹，尤其在上述2）、3）条件下，几乎全长度试验焊缝有裂纹。　　412Cr1MoVG管上采用R

6、317焊条，在上述任一条件下未见裂纹。　　二、模拟产品管排试验焊接　　在小试样角焊缝拘束试验基础上，进行模拟产品管排试验。如图2所示。考　　虑到12Cr1MoVG管在小试样角焊缝拘束试验时未发现裂纹，所以模拟产品管排试验焊接只采用φ51×8/T91管子而不采用12Cr1MoVG钢管（注：实际产品的管屏此部分管子都由二至三种钢管组成，包括奥氏体钢管。一旦管屏边缘管子是采用SA213-TP304H或TP347H钢管，则此不锈钢管的密封角焊缝焊接时不宜预热）。模拟试样梳形板宽度同产品24支管。为增加刚性，试验用δ6

7、/12Cr1MoV（产品已改结构，此梳形板改为δ4/12Cr1MoV，以降低此处拘束应力）。最不同的是产品管屏是长度很大的整片管排，其有更大拘束力。　　模拟产品管排试样数量为两组（P1和P2），每组试验焊接仍选用高中低匹配三种焊条，并在管排的24支管子上三种焊条交隔施焊。试焊条件尽量苛刻，两管排均不预热单层焊；P1管排用焊条按正常要求焙烘，放入焊条筒保温施焊，P2管排用条不予焙烘，三种焊条焊接次序为R317先焊，R407在相邻管子上后焊，最后CM-9CB在管排与梳形板相对固定死的条件下，即CM-9CB焊条是在

8、两侧管子与梳形板焊缝的拘束条件下焊接。焊后，对管排正反面角焊缝进行肉眼检查和磁粉探伤。　　检查结果：　　1P1管排中8个用R317焊的角焊缝有3个和8个用R407焊的角焊缝有2个出现熔合线裂纹，只有CM-9CB在拘束最大的情况下均未出现裂纹。　　2P2管排中，由于三种焊条未经焙烘，熔合线裂纹数量比P1管排明显增多。其中用CM-9CB焊条的焊缝上也出现一条裂纹，熔合线上未见裂纹。　　3上述两种试验结果