（山东电力建设第三工程有限公司 山东青岛 266100）
摘要：文章介绍了光热电站347H不锈钢熔盐热罐焊接及安装工艺特点、工艺流程及操作要点。根据《ASME IX 焊接和钎焊评定标准》对自动焊接方法（二保焊，埋弧焊）工艺，进行工艺评定试验并制定FCAW、SAW以及组合工艺的焊接方法的焊接工艺。熔盐罐安装利用液压顶升装置采用倒装法施工，本文详述从罐底边缘板和中幅板铺设焊接到上部第1层壁板组装焊接、罐顶板拼装焊接、上部第2层壁板至第1层壁板组装焊接、壁板与底板角焊缝焊接直到最后进行加热器等附件及人孔门焊接及安装工艺。
关键词：光热电站 熔盐热罐 焊接及安装
1.引言
目前光热发电站已经成为电力供应的一个新趋势和方向，新型的光热电站中都广泛的应用熔盐储热系统以保证电站的持续稳定运行，熔盐在光热电站中作为能源的储存与供给介质，作为储存熔盐的熔盐罐在光热电站中起着非常重要的作用。摩洛哥努奥二期项目为1台装机容量200MW的抛物面槽式光热电站，该项目为了保证夜间机组的正常运行，该项目配备光热项目新型设计理念，配备了2套冷熔盐和热熔盐罐储罐热容量2x1562,5MWth的热储蓄系统，白天使用熔盐为介质将太阳能以热能的形式储存在熔盐罐里，到了晚上没有太阳光照射的时候，利用熔盐罐熔盐存储的热量将热能释放出来用于机组发电。白天熔盐温度被加热或是冷却在292°C和386°C之间。夜间，可确保7.2小时负荷所需能量。
2.焊接及安装工艺特点
2.1熔盐罐底板采用自动埋弧焊，壁板纵缝采用改良液压垂直自动二保焊，壁板环缝采用全自动二保和改良横缝埋弧焊相结合的方式。降低劳动强度，节约人工成本，改善劳动环境，增加焊接效率，缩短施工工期。
2.2罐体采用倒装法进行安装，在地面上进行施工，便于自动焊机布置；横缝自动埋弧焊机布置于基础的轨道上，轨道一次布置后，可重复利用。减少高空作业的施工安全风险和脚手架搭设成本。
2.3采用液压顶升装置，提高壁板安装组对质量，从而提高壁板自动焊接的焊接质量打下良好基础；另外，采用液压顶升，工作环境良好，并且有效降低劳动强度。与采用倒链提升方法相比，操作平稳、安全可靠，减少了施工人员数量，同时降低因倒链出现故障的风险性。
3.焊接及安装工艺流程和操作要点
3.1焊接及安装工艺流程
罐体材料的研究和焊材的选择→工艺评定试件制备和试验→编写焊接工艺评定→罐底边缘板和中幅板铺设焊接→上部第1层壁板组装焊接→罐顶板拼装焊接→上部第2层壁板至第1层壁板组装焊接→壁板与底板角焊缝焊接→加热器等附件及人孔门焊接→完工验收。
3.2焊接及安装工艺操作要点
3.2.1罐体材料的研究和焊材的选择
(1)对A240Gr.347H的化学成份（表1）和力学性能（表2）进行研究。
表1化学成分
表2力学性能
(2)选择与不锈钢347H匹配的焊接材料。
对于347H高碳材料，需选用焊材碳含量必须大于0.04%。
3.2.2工艺评定试件性能试验及焊接工艺评定
(1)根据《ASMEIX焊接和钎焊评定标准》的要求，准备和焊接评定试件，外委进行耐腐蚀试验，微观金相，宏观金相，铁素体含量，拉伸试验，弯曲试验。(2)依据《ASMEIX焊接和钎焊评定标准》编写工艺评定报告并制定FCAW、SAW以及组合工艺的焊接方法的焊接工艺。
3.2.4罐底边缘板和中幅板铺设焊接
（1）边缘板焊接，采用二保焊施焊。先焊外边缘300mm部位的焊缝，外端加引弧板，由罐内向外施焊，采用隔缝对称施焊法，焊工对称均布。（2）罐底中幅板为对接焊缝，采用二保焊施焊。先焊短焊缝，后焊长焊缝。焊接长焊缝时，由中心开始向两侧分段退焊。（3）焊接顺序为：边缘板外300mm焊接(在第一圈壁板安装之前焊完)→罐底中幅板焊接→边缘板焊接（待底板角焊缝焊接完）→龟甲缝（指罐底边缘板与中幅板之间焊缝）焊接。
3.2.5上部第1层壁板组装焊接
壁板纵缝为双面坡口，采用液压垂直自动二保焊接工艺，外侧打底，背部彻底清根，PT检验合格后，进行填充焊接。
3.2.6罐顶板拼装焊接
（1）罐顶板焊缝采用搭接形式，铺设完毕检查合格后，采用半自动二保焊进行焊接。焊接顺序：先焊罐内侧焊缝，再焊外侧焊缝，最后焊接与包角钢间的环焊缝。（2）罐顶由多名焊工对称焊接，同向、小电流施焊，采用隔缝对称施焊方法，由中心向外分段退焊，退步长度1m。（3）罐顶外圈两条环焊缝，应安排多名焊工均匀分布，同向、同时采用间段焊。
3.2.7上部第2层壁板至第1层壁板组装焊接
（1）通过液压顶升装置提升熔盐罐壁板进行组对。（2）先焊纵焊缝，后焊环焊缝。当焊完相邻两圈壁板的纵焊缝后，再焊其间的环焊缝；先焊外侧焊缝，后焊内侧焊缝，在焊接内侧前，应清焊根打磨，PT检验无问题后，进行次层填充焊接。（3）壁板纵缝焊接：采用液压垂直自动二保焊工艺。壁板纵缝下端留出50～100mm，在环缝组对后焊接。（4）壁板环缝焊接：先焊外侧再焊内侧，先采用半自动二保焊外侧打底，改良横缝自动埋弧焊机填充盖面，外侧焊完内侧清根打磨，采用自动埋弧焊工艺，多层多道焊。由多台焊机沿罐壁圆周对称均布，同一方向施焊。
3.2.8壁板与底板角焊缝焊接
图1间断焊划分
（1）底板角焊缝（指底圈罐壁与罐底边缘板之间角焊缝）应在壁板焊缝全部焊接完、龟甲缝焊接前进行焊接。先焊内侧焊缝，后焊外侧焊缝。（2）采用半自动二保焊接方法，施焊时，采用间断焊法，焊工对称均布，沿同一方向施焊；多台焊机应沿罐圆周均布，同一方向施焊。（3）防变形措施：罐体内外两侧均采取固定措施，减少焊接式底板的变形，内侧用槽钢固定，外侧焊接不锈钢板进行固定。（4）焊接方案：采用小电流、低热输入量的二保焊代替埋弧焊接。焊接采用逆时针的间断焊，焊工以罐的对称方向进行对称焊接。具体方案如下：
a．将罐角焊缝等分成6段，每段长度21.6m。每段以1m的长度进行划分，逆时针方向分别标记成1号至22号。
b．6个焊工分别同时从1号位置开始对称焊接，然后依次焊接3,5,7,…21位置，然后再焊接2,4,6,…22。
c．为防止变形，一层焊完再焊下一层，焊接速度保持一致。控制好层间温度，不锈钢层间温度不超过150℃。
3.2.9加热器等附件及人孔门焊接
加热器和人孔门，坡口类型为X型，采用半自动二保焊双面焊，需多层多道焊，层间接头应错开。
4.结束语
熔盐储罐是光热电站重要储能设备和关键组成部分，不锈钢熔盐储罐的焊接工程量和施工难度远高于其他水箱和储罐，尚无成熟、高效的焊接工艺，目前国内外大力发展光热电站，探索出熔盐储罐焊接工艺，为今后项目的施工提供经验借鉴和技术支持。本工艺采用自动焊焊接工艺，利用改良的液压垂直二保焊机和横缝埋弧焊机，倒装安装工序，节约人工成本，增加生产效率，改善焊接工艺质量，提高经济效益。
作者简介
赵广建，山东电力建设第三工程有限公司，摩洛哥努奥三期项目部。
论文作者:赵广建,刘松
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签：壁板论文; 光热论文; 焊工论文; 电站论文; 工艺论文; 对称论文; 底板论文; 《电力设备》2018年第17期论文;