探究锅炉安装中常见焊接问题及其缺陷控制措施

刘小炳

随着电力行业的快速发展，锅炉安装质量要求也越来越高，这是因为锅炉安装质量会直接影响着锅炉的后期使用和运行。事实上，锅炉使用性能和寿命都和锅炉安装质量息息相关，而焊接工序是锅炉安装中的关键环节。由于锅炉主要在高温、高压的恶劣环境下运行，锅炉安装中的焊接质量，不仅会影响锅炉外观，也会影响锅炉的使用和寿命，是实现安全生产的重要保障。对此，在锅炉安装中，要深入分析锅炉安装中可能会出现的焊接问题，制定有效的缺陷控制机制，预防锅炉焊接问题的发生，提高锅炉安装质量，保证锅炉在生产中的安全稳定运行。在这样的环境背景下，探究锅炉安装中常见焊接问题及其缺陷控制措施具有非常重要的现实意义。

1 锅炉安装焊接技术的整体要求

一般情况下，锅炉等基础设备在火电厂应用较为广泛，随着大数据时代的到来，火电厂的管理人员结合先进的计算机处理技术，通过实地走访以及数据收集、基层调查等多种方式，将火力发电的操作流程逐步简化，并借助适量的锅炉设备投入到实际的生产建设中去，在国家大力倡导“科学发展观”的整体理念后，企业管理人员应摒弃传统的管理方式，在与时俱进的基础上，借助完整的生产方式以及先进的管理设备提高生产作业人员的组织效率，最后使得火电厂的锅炉机组设备朝着超临界、超超临界、特大容量以及高性能指数等方向发展，在一系列的锅炉安装焊接完善处理后，保证锅炉设备的安装水平有所提升，进而达到国家规定的建设标准。

据有关资料显示，在锅炉安装人员的改进和优化之下，经过多个安装焊接技术人员的广泛交流，总结出了相对完善的锅炉安装焊接要求，为日后锅炉设备的安装管理工作奠定夯实的基础。具体焊接安装要求如下：首先，基层工作人员应确保锅炉内部结构的受热面结构完整，并达到各个机组零件组合后可以发挥实际的功能，例如，针对刚刚建立的火电厂来说，应按照国家规定的质量检测标准进行采购前零部件性能检测，在确保符合质量要求后方可大批量集中购买，尤其是对于锅炉受热面的内部管道以及集箱等内部结构，要在合理规划的基础上，按照锅炉组装的实际要求进行科学的组合，在组合完毕后，还要进行后续的通球检查处理，安装管理人员应采用适当的方式将锅炉管口进及时的封闭处理，在确保锅炉可以顺利运转的同时，按照锅炉安装的具体要求做好一系列的签证处理，如果是锅炉内部结构大多数是由合金钢部件组成的，应进行全面的质量检测。与此同时，在实际的锅炉安装过程中，安装人员以及设备采购人员还要精准的测量每个零部件的长度、宽度、对角线以及其他架构的数据信息，在严格的测量之下，促使锅炉内部架构系统的安装可以达到上级验收管理部门的标准，在进行科学合理的焊接管理下，确保相关设备可以平稳运行；其次，安装焊接管理人员还应具备足够的焊接安装理论知识和实际的工作经验，在结合锅炉安装焊接的实际情况后，做到具体问题具体分析，在对锅炉受热面进行基础的校正安装改进后，采用先进的校正方式对不足之处进行优化，经过对汽包的标高及纵横中心线的基本标准进行确认后，使得锅炉系统内部的吊杆的受力效果相对均匀，在统筹规划的同时，确保锅炉内部的每个受热面的标高误差及纵横中心线误差在可控制的范围内，从而可以更好的降低风险事故发生的概率；最后保证广大人民群众的生命财产安全。此外，应使得锅炉各个组件的焊接口相对内部相对平齐，在焊接工作准备期间，焊接管理人员应采用统一的处理方式将焊接零部件的边缘11mm 左右的部位进行打磨操作，并进行基础的除油、除锈、除漆以及杂异物污垢的综合处理，促使焊件的边缘具有明显耀眼的金属光泽，在全面的焊接技术管理之下，面对实际的焊接问题进行有针对性的改进，在排除各种焊接安装影响因素的基础上，有效的防止锅炉焊接接头等部位出现未焊透、背面超高以及其他焊接缺陷，在规范整合焊接人员的处理方式和技术方法后，进一步提升锅炉设备焊接安装质量的整体水平，促进工业企业的可持续发展。

2 锅炉安装中常见的焊接问题

2.1 锅炉背面超高

背面超高是锅炉安装中一种常见的焊接问题，这是因为背面超高无法用肉眼直观发现，需要安装人员凭借自身的经验，检查锅炉钝边、间隙、溶孔尺寸、摆宽等参数进行综合判断背面超高情况。在《锅炉安装焊接规范》中，要求Ⅰ级焊缝背面高度要在3mm 以下，以GTAW 打底的情况下，SMAW 为盖面，选择GTAW 焊接，否则焊接盖面的情况下就会由于间隔时间过短而造成背面塌陷问题，形成焊接缺陷。对此，在SMAW 打底时，电弧三分之二是焊缝，剩下的三分之一是溶孔。在实际焊接中，操作人员必须对焊接速度进行控制，防止溶孔超过电弧的三分之一，否则就会由于溶孔扩大而造成背面超高问题。

2.2 焊接气孔

在锅炉安装焊接中，焊接气孔也是比较常见的焊接问题，产生这一现象主要有两方面：一是焊接材料选择不当，焊接之前，焊接材料已经受潮，操作人员没有对焊接材料进行烘干处理，直接用于焊接，焊接过程中由于高温的影响，内部水分蒸发形成焊接气孔；还有就是焊接材料自身质量问题，焊接前，焊接材料由于保存管理不当而出现锈蚀、变质、表面脱落，没有按照相关规定进行焊丝清理，继而引发焊接气孔问题。二是焊接工艺不当，在焊接过程中，操作人员电流控制不到位，电流过大，使得焊条发热程度过高，焊条表面保护层失效；也可能对电弧长度控制不到位，由于电弧过长而造成保护不良问题，进而造成焊接气孔缺陷。

2.3 没有焊透

没有焊透是锅炉焊接中的常见问题，发生这类问题的原因比较丰富，一方面是因为管壁过薄，使得管道间距狭窄，另一方面是因为管径偏小，使得管道间存在铁件，再加上锅炉面受热的影响，造成管道未焊透问题。在锅炉结构布置中，管道排列必须一次性对口安装，管道对口要按照排列顺序依次点固焊接，使得一排管道焊接一次成型，保证管道安装的质量。在锅炉安装中，经常会出现焊接缺陷问题，这主要是因为以下几点：①锅炉安装中，由于两侧管道的限制，很容易发生焊接错口，使得管道未焊透，继而引发焊接缺陷问题；②在锅炉安装中，由于管道焊接空间比较狭窄，无法正常开展焊接施工，进而出现管道未焊透问题；③各组管道间隙差异过大，增加了焊缝的间隙，造成未焊透问题。膜式水冷壁管在工地进行管子对接安装，由于间隙窄，障碍操作，极容易产生未焊透。组对间隙不一致，在工地进行片与片组装时，就要同时组对多个焊口，然而使组对间隙相同非常困难。另外，多个焊口不可能同时焊接，当焊完一部分焊口，其余尚未焊的焊口间隙就会缩小，甚至为零。这些焊口在施焊中很容易出现未焊透缺陷,焊接时受两侧管的障碍以及强力组对出现错口造成未焊透等。

3 锅炉安装中焊接缺陷控制措施

3.1 事前控制

在焊接之前，操作人员要做好相关准备工作，使得锅炉安装焊接施工可以顺利开展。

第一，各个部门和各个专业人员要在焊接前进行安装图纸会审，明确锅炉焊接标准和相关规定，并纳入到锅炉安装焊接施工方案中，为锅炉安装焊接工作的开展提供依据；

第二，制定质量保证机制，明确施工人员、质检人员和管理人员的工作权责，落实锅炉安装焊接责任制，防止出现质量缺陷而相互推诿的现象，一旦发生质量缺陷或是安全事故，可以第一时间找到第一责任人，落实责任意识和安全意识，各司其职，督促锅炉安装焊接工作的顺利开展，明确焊接工序，保证焊接质量。

第三，检查操作人员的相关资质，锅炉安装焊接质量直接取决于操作人员是否按照规范操作，很多焊接人员缺乏责任意识和安全意识，焊接操作草草了事。这就需要对参与的工作人员进行岗前培训，除了提高工作人员技能水平，更要树立安全意识和责任意识，定期对工作人员进行资格审查与技术检验，为锅炉安装焊接质量提供保障。

第四，制定质量目标和质量标准，在锅炉安装焊接中，为了预防质量缺陷问题，要在事前制定锅炉安装焊接质量目标与质量标准，加强对焊接过程的监控，安排专门的质检人员记录焊接过程，检查相关设备，及时发现锅炉安装焊接缺陷，排除质量隐患，保证焊接质量。

第五，加强焊接工艺评定，工作人员需要制定锅炉安装焊接工艺卡，在锅炉安装焊接质量评定结合工艺卡，配合相关部门检查锅炉安装焊接工作，评定合格后才能发放工艺卡。在具体编制中，要考虑现场条件、人员素质、设备准备等条件，做好编号存档工作，保证锅炉安装焊接质量。

3.2 事中控制

3.2.1 优化焊接工艺

针对没有焊透和气孔缺陷问题，主要从焊接工艺入手，具体如下：①在锅炉安装焊接中，焊接人员要检查焊口是否平整，一旦发现焊口没有焊透或是存在气孔问题，可以在焊口喷火软化，对焊口位置进行修正，使得焊口位置保持平整；这对难以恢复的焊口，焊接人员要顺着焊口切除不平整的部分，之后重新焊接校正，再通过分段退焊法修复焊口，保证焊口的焊接质量；②控制管道焊接间隙，将管道对口焊接间隙控制在5mm 以下，符合尺寸标准后，要从小至大的顺序进行焊接，防止焊口位置出现焊接变形，保证焊口的焊接质量；③对焊接方式进行改进，在添加焊丝的情况下，从上层焊接入手，控制电弧口和焊缝根部间的距离，防止发生未焊透的质量缺陷问题。

3.2.2 保证焊接材料质量

焊接材料质量会直接影响锅炉安装焊接质量，这就需要焊接材料不仅具备极强的耐热性，还要按照锅炉性能与标准进行焊接材料的选择，加强焊接材料管理。第一，按照采购标准进行焊接材料的采购，构建三级库存标准，对检查合格的焊接材料进行烘烤，保证焊接材料干燥；第二，做好焊接材料的存放管理工作，优化存放环境，防止焊接材料受潮；第三，做好焊接材料的领用管理，安排专人负责，记录焊接材料的领用情况；第四，在焊接材料使用中，采用焊接工艺卡和图样两证合一检查方式，加强焊接材料的验收，防止不合格焊接材料应用在锅炉安装焊接中，施工结束后回收焊接材料，实现焊接材料的循环利用，达到节能减排的作用；第五，做好细节把控，为了防止焊接中的质量缺陷，焊接人员要做好细节把控。在锅炉安装焊接中，包括底层焊接、中层焊接和表层焊接，这就需要焊接人员合理控制焊接设备和锅炉压力器间距，提高锅炉安装焊接质量。特别是在焊接中，若需要使用厚度大的设备，必须要求焊接人员按照工程情况进行焊接技术的规划，选择最佳的焊接方式，通过在焊缝中运用氩弧焊技术，预防焊缝过大引发的气孔或是未焊透问题，并在焊接完成后，对焊缝位置进行热处理，防止裂缝、裂纹等质量缺陷的出现。由于锅炉长期处于高热、高压环境下运行，一旦锅炉表面焊接不牢固，出现裂缝或是裂纹，将会对锅炉日常使用造成巨大的安全隐患。对此，在锅炉安装焊接中，要优化焊接技术，根据焊接材料的物理、化学性能，确定焊接中电弧停留时间、点固焊缝厚度等，保证锅炉安装焊接质量；第六，控制接头坡口尺寸，如单面焊双面成形的接头，其装配间隙应为焊条直径、钝边应为焊条直径的一半左右；要仔细清根,锅炉焊接时应选择合适的焊接速度和焊接电流；用短弧焊等。从最困难的部位起弧，在障碍最小的地方收弧封口，以免焊接时影响操作和焊工视线，降低焊接接头质量；避免焊接接头温度过低，最好采用两人对焊的方式进行焊接；在有障碍的部位，很难做到喷嘴、焊丝与焊件保持规定的夹角，可根据实际情况进行调整，待困难位置过后，即恢复正常角度的焊接。

3.3 事后控制

在锅炉安装焊接完成后，要对锅炉安装焊接情况进行质量检验，确保锅炉无任何焊接缺陷，要求专业人员先对锅炉外观进行检查，运用无损检测方式，检查锅炉内部情况，及时发现质量缺陷并做出修复措施，保证锅炉的安全稳定运行。锅炉安装焊接检查十分关键，除了无损检测之外，工作人员可以引入理化检测技术等，了解锅炉力学性能、材料成分和硬度。特别是对锅炉材料成分检查，了解锅炉的耐高温与抗蠕变性能。除此之外，锅炉设备安装人员应进行完整的力学性能检验分析，科研人员可以通过相关的模拟实验操作来效仿锅炉生产运行的实际状态，在大量的反复操作和实验之下，进而获取众多的实验处理数据，同时，还应积极引进国内外先进的零部件检测方式，确保工作人员的组件检测点间隔距离超过2mm,避免出现同时检测相同部件的情况；最后，还应密切关注金相检测的施工工艺处理流程，上级质检部门的工作人员应妥善应用和检测锅炉系统的具体特征和运行特点，在对各个基础管道内部以及受热管道进行全面的检验后，利用实验室等研究场地，对受热管道面容易出现变形的部位进行有效的矫正操作，进一步发挥锅炉的实用性能。值得说明一点的是，在进行锅炉系统内部架构组装过程中，相关电厂管理人员以及其他工业企业负责人不应为了谋取个人私利，而购买质量低下的机组零部件，采购部门应由一些能力较强、日常表现突出且具有丰富知识和实际安装经验的人员担任，在确保各个机组零部件材料合规后，深入基层内部，定期集中的对焊接安装人员进行专业的技术指导，避免产生各种不必要的焊接缺陷问题。一旦锅炉系统竣工后，在投产使用之前，应提前做好全面的质量检测，当检测结果符合国家规定的标准后，确保锅炉系统能够达到耐高温、抗蠕变的要求，在严格做好各项检测处理后，使得理化检测和射线检测能够发挥实际的作用，从而防止安全意外事故的发生。

3.4 提高焊接人员的综合能力素养

首先，当地的政府部门以及相关企业管理人员应投入适当的建设资金，定期集中举行一些锅炉焊接技能培训，统一规范施工的方法和具体流程，进而提高焊接工作人员的施工能力；其次，管理部门还可以邀请一些理论知识较多、实际工作经验丰富的专家举办相应的知识讲座，对基层焊接人员提出的一些实际问题进行专业的解答，并给予相应的解决方案，在各个部门全面交流的基础上，解决现实生活中的锅炉安装焊接问题；最后，企业还可以举办一些焊接理论知识测试和实操案例测试，对那些理论知识优秀且实际工作能力较强的员工进行升职加薪的奖励，并为他们提供出国深造的学习机会这样，优秀的员工才能获得更高的成就感和归属感，最终更加努力地工作，以此来提高员工学习的积极性和主动性；反之，对那些理论知识不合格且实际工作能力不达标的焊接员工进行降职减薪处理；对那些不服从安排的人员必要时可以进行开除处分。

4 结语

综上所述，在锅炉安装焊接中，要对锅炉安装中锅炉背面超高、气孔、未焊透等常见的焊接缺陷进行分析，引入全过程控制模式，从事前控制、事中控制、事后控制等三方面入手，做好焊接前的准备工作，优化焊接工艺和焊接技术，并在焊接完成后通过无损检测、理化检测等方式，检查锅炉各方面使用性能，使其符合质量标准，预防锅炉安装焊接的质量缺陷。