屏过及顶棚过安装焊缝热处理材料及设备申请报告

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谦苗
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1 大型火力发电厂锅炉屏式过热器集箱安装焊缝热处理工艺改进措施林华 (1. 广西壮族自治区特种设备监督检验院广西南宁 ) 摘要 : 本文针对中电广西防城港电力有限公司锅炉屏式过热器集箱焊缝热处理硬度不合格, 热处理曲线不能满足标准要求进行原因分析, 并采取了相应的改进措施, 解决了屏式过热器集箱焊缝现场热处理工艺技术难题, 对屏式过热器集箱焊缝热处理工艺的编制具有参考作用关键词 : 屏式过热器集箱 ; 焊接热处理 ; 工艺措施 The improving measures of Boiler platen Superheater Header Weld s Heat Treatment technology in the large power plant Lin hua (1.Guangxi Special Equipment Supervision and Inspection Institute GuangXi NanNing ) Abstract: This paper emphasizes on the analysis of the reasons for the Unqualified Heat Treatment Hardness and curves of Boiler platen Superheater Header Weld in the China Guangxi Fangchenggang Electric Power Co.Ltd, and the technological problems on the spot heat treatment technology were settled by taking the improving measures, The research will have a significant function for the heat treatment technology compilation of platen Superheater Header Weld. Key words: Platen Superheater headers;welding heat treatment;technological measure 中电广西防城港电力有限公司一期工程建设两台 60 万千瓦超临界燃煤发电机组, 其锅炉为东方锅炉 ( 集团 ) 股份有限公司生产的超临界参数变压直流炉, 型号为 DG1900/25.4- Ⅱ2 型, 主要投资方为香港中华电力有限公司, 该公司项目质量管理很规范, 安装单位必须严格按技术标准及施工方案进行施工及验收由于锅炉厂设计屏式过热器出口集箱时未充分考虑现场实际施工条件和环境, 集箱上的管座预留长度太短, 致使现场安装焊缝焊前预热和焊后热处理可操作性很差, 加热片很难绑扎或无法绑扎, 安装单位在进行热处理过程中由于工艺不当, 如热处理加热范围不够, 布置的控温热电偶数量不足等原因, 导致热处理工作未能满足标准要求, 如热处理升温速度太慢, 恒温时间不足, 热处理曲线与工艺卡不吻合, 焊缝硬度超标, 屏式过热器出口集箱热处理工作被迫停止, 中电广西防城港电力有限公司对此非常不满, 要求安装单必须改进热处理工艺本文通过对屏式过热器集箱焊口布置情况及其热处理工艺不合理性进行原因分析, 并提出相应的热处理工艺改进措施, 取得良好的效 1

2 果, 保证热处理工作质量 1 屏式过热器出口集箱焊口布置图锅炉屏式过热器出口混合集箱材质为 SA-335P91, 规格为 φ , 屏式过热器出口分配集箱材质为 SA-335P91, 规格为 φ , 其焊口布置如图 1 所示图 1 屏式过热器出口集箱焊口布置 2 屏式过热器出口集箱焊缝热处理工艺不合理性分析由于锅炉安装工期紧张, 安装单位在编制热处理工艺时未能充分考虑屏式过热器出口集箱管座预留长度太短等因素, 导致其热处理工艺不符合要求 2.1 加热宽度不符合要求屏式过热器出口集箱焊缝热处理加热范围如图 2 所示, 由于屏式过热器出口混合集箱管座长度太短, 长为 30mm, 仅在管座及角焊缝外壁布置加热器, 加热宽度不能满足标准要求 ( 标准规定 : 对承压管道加热, 加热宽度从焊缝中心算起, 每侧不小于管子壁厚的 3 倍, 且不小于 60mm [1] ) 临时吊点管座侧加热宽度 B 区 A 区临时吊点屏式过热器出口混合集箱控温热电偶 T2 控温热电偶 T1 屏式过热器出口分配集箱注 : 1 每个控温热电偶应用小块绝缘胶与加热片隔开 ; 2 母管两侧应按图采取临时吊挂装置, 每个吊点承担的负荷应大于 500kg; 3 加热范围分为 A B 区,A 区用履带式加热器,B 区用绳状加热器 ; 4 控温热电偶 T1 T2 在焊缝中心按上下对称布置图 2 屏式过热器出口集箱焊缝热处理加热范围示意图 2

3 2.2 锅炉屏式过热器出口混合集箱两端未用保温棉封堵, 由于集箱内空气与外部流通造成热损失, 导致热处理升温速度慢, 升温速度远远小于 6250/δ( 单位为 /h, 其中 δ 为焊件厚度 ) [1], 且恒温时间不足 2.3 温度测点数量不足由于屏式过热器出口集箱材质导热系数大, 管径大, 壁厚大, 传热强, 仅对焊缝上下两侧布置温度测点, 是无法控制焊缝内壁及集箱温度, 所以必须增加加热区及集箱外壁温必须保证热电偶热端与焊件接触良好 3 屏式过热器出口集箱焊缝热处理改进措施通过以上的分析, 热处理工艺不当已造成屏式过热器出口集箱焊缝热处理效果不佳针对这些因素, 采取了以下相应的改进措施 3.1 扩大加热范围, 增加对屏式过热器出口混合集箱加热, 加热区增加到 5 个区域 :A B C D E 区, 加热范围如图 3 所示, 加热器布置如图 4 所示度监控点 2.4 控温热电偶安装方法不符合要求控温热电偶用铁线绑扎固定是不符合要求, 热电偶固定应采用储能压焊方法, 安装时临时吊点临时吊点 C T11 D T8 T6 T4 T5 T3 B T9 T7 E T r t 2.5 r t 2.5 r t T1 T2 A T10 注 : 1 热电偶 T6 T7 T8 T9 应按图布置在加热片边缘 50mm 范围内 ; 2 每个控温热电偶应用小块绝缘胶与加热片隔开 ; 3 母管两侧应按图采取临时吊挂装置, 每个吊点承担的负荷应大于 500kg 图 3 屏式过热器出口集箱焊口热处理加热区及温度测点布置图 3

4 图 4 屏式过热器出口集箱焊口热处理加热器布置图 3.2 在加热区增加温度测点除对焊缝上下侧布置温度测点之外, 还要对加热区 B C D E 区布置温度测点, 加热区温度测点安装位置如图 3 所示,A 区控温热电偶 T1 T2 布置在焊缝中心并按上下对称分布,B 区控温热电偶 T3 布置在焊缝中心,C 区控温热电偶 T4 T5 布置加热区中心位置并按上下对称分布,D 区控温热电偶 T6 T8 布置在加热片边缘 50mm 范围内, 并按上下对称分布,E 区控温热电偶 T7 T9 布置在加热片边缘 50mm 范围内, 并按上下对称分布 3.3 为有效控制焊缝内壁热处理恒温温度, 在屏式过热器出口混合集箱及分配集箱外壁上布置辅助测温点 T10 T11 T12, 测温点距离焊缝长度为 2.5 r. t (r: 表示集箱半径 ;t: 表示集箱的壁厚 [2] ), 辅助测温点温度为相邻加 [2] 热区热处理恒温温度的一半, 辅助测温点具体布置如图 3 所示 3.4 锅炉屏式过热器出口混合集箱两端及管孔必须用保温材料封堵, 避免集箱内空气与外部流通造成热损失 3.5 热电偶固定采用储能压焊方法, 安装时必须保证热电偶热端与焊件接触良好, 热电偶使用前必须经过校验合格 3.6 热处理现场必须做好挡风遮雨等措施 3.7 热处理设备要求热处理设备满足工艺要求, 能自动记录热处理温度时间曲线, 参数调节灵活, 运行稳定, 设备的控温精确度应在 ±5 以内, 热处理控制仪表必须定期检验, 确认合格后方可使用, 使用热处理设备技术参数如表 1 所示 3.8 焊接热处理恒温过程中, 屏式过热器出口集箱在加热范围内, 任意两点间的温差应小于焊接热处理的保温宽度从焊缝坡口边缘算起, 每侧不少于管子壁厚的 5 倍, 且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于 100mm, 保温厚度以 40~60mm 为宜 4

5 表 1 热处理设备技术参数设备名称输出功率输出路数每项功率控温范围数量智能温控仪 360KW 12 30KW 0~ 表 2 热处理加热器及热电偶技术参数序号部件名称规格加热器功率加热温度单位数量 1 履带式加热器 KW 220 V 块 16 2 履带式加热器 KW 220 V 块 8 3 绳状加热器 15 米 30KW 220 V 条 6 4 绳状加热器 10 米 20KW 220 V 条 4 5 履带式加热器 KW 220 V 块 16 6 履带式加热器 KW 220 V 块 8 7 履带式加热器 KW 220 V 块 8 8 履带式加热器 KW 220 V 块 6 9 陶瓷热电偶 2*Φ1.5*700 只热接热处理升降温速度为 6250/δ( 单位为 /h, 其中 δ 为焊件厚度 ) 且不大于 300 /h 3.11 加热器选择除了 B 区用绳状加热器外, 其它加热区域选用履带式加热器, 加热器及热电偶技术参数如表 2 所示 3.12 硬度测定焊接热处理完毕后, 应做 100% 硬度测定, 测定部位为焊缝区及热影响区, 每个部位不少于 3 点 [[3], 测定位置应包括平焊位置立焊位置仰焊位置 4 结论屏式过热器出口集箱焊缝热处理采取上述改进措施后, 热处理升温速度保温时间热处理曲线符合工艺要求, 焊缝硬度测定金相组织检查结果符合 DL/T 或其它规程 [[4] 工艺文件要求, 焊缝内部质量经检验未出现再热裂纹等热处理缺陷, 保证了屏式过热器出口集箱焊缝热处理质量, 确保锅炉今后安全稳定运行参考资料 : 1 国电电力建设研究所.DL/T , 火力发电厂焊接热处理技术规程 ; 2 BS , 输送流体用铁素体钢管道工程一级电弧焊规范,Specification for class I arc welding of ferritic steel pipework for carrying fluids; 3 国家电力公司电源质 [2002]100 号,T91/P91 钢焊接工艺导则 ; 5

6 4 中国电力企业联合会.DL/T , 电力建设施工及验收技术规范 ( 火力发电厂焊接篇 ) 本文发表于中国特种设备安全中国工业检验检测网 6

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<4D F736F F D CF58E7382CC8AC28BAB A919B89B AE E646F63> 43 352780 35 6002200 50 55 60 2200 600 40 45 50 36 36 6002200 2200600 60 55 65 60 37 37 6002200 2200600 70 65 45 40 3 4 7 1 1 4 (2780 ) (38) 38 8001800 600800 18002100 2100600 75 75 70 65 65 55 3 1 39