（神华国神哈密煤电公司大南湖电厂 哈密 839000）
摘要：为达到现场成功修复电站锅炉后屏再热器出口集箱吹损缺陷，通过焊前金属检测，利用小焊接规范、两次焊接，采用中间消应力热处理的措施，实现了集箱筒身一次性修复成功。该修复工程对于电站锅炉厚壁合金件具有借鉴意义。
关键词：亚临界机组后屏再热器；焊接修复
1.引言
某电厂1号机组为300MW亚临界燃煤发电机组，锅炉为哈尔滨锅炉厂设计制造，自然循环单炉膛，带一次中间再热、平衡通风汽包锅炉。锅炉采用全钢架悬吊结构、紧身封闭布置、固态排渣。锅炉型号：HG-1038/18.34-HM35，锅炉最大连续蒸发量1038t/h，过热器出口压力和温度分别为18.34Mpa和543℃，再热蒸汽出口压力和温度分别为3.849MPa和543℃，锅炉给水温度252.9℃。
1号机组自2011年9月26日投产以来，截止到2016年12月25日累计运行时间约3.7万小时。
2.缺陷简介
2016年8月18日运行值班人员巡检时听到炉顶大罩A侧存在轻微泄漏声音，8月20日机组按计划停备检修，8月24日检修人员具备条件进入炉顶小室检查发现后屏再热器出口集箱（Φ457×30mm，材质P22）下部左数第2排第3根管（接管材质12Cr1MoVG，Φ63×4.5mm）管座泄漏，泄漏蒸汽长时间对后屏再热器出口集箱冲刷，筒身有两处被吹漏。另有相邻第2排第3根管（接管材质SA-213T91，Φ63×4.5mm）管座存在较深裂纹但没有泄漏。随后停机对两根管管座和集箱进行补焊。
图1：原始泄漏缺陷打磨前后照片
通过现场勘查和专业讨论，决定集箱及管座修复整体方案为：首先是割除旧管座，对筒身和管座进行打磨并探伤合格；然后对集箱筒身焊前预热，对集箱筒身2/3以内厚度进行补焊，中间进行消应力热处理，冷却探伤，再对集箱筒身二次预热，对集箱筒身剩余1/3厚度补焊；然后对管接头预热焊接，最后总体高温回火热处理。
3.焊前准备
3.1 集箱筒身：采用机械加工方式去除缺陷及吹损部位变形金属，经过100%PT或100%MT检查，确保缺陷完全清除。打磨出适于焊接的坡口，吹漏处附近区域打磨尽量控制根部间隙。
3.2 管接头：采用机械加工方式去除有缺陷部位焊缝金属，清理打磨，并经过100%PT或100%MT检查，确认无缺陷。按图纸加工需要更换的管接头及与其相焊接的集箱筒身管座坡口。
3.3 将待含坡口表面、待焊区域及周围20mm范围内打磨，去除氧化皮、水、锈、油等污物，并打磨使之露出金属光泽。
4.焊接工艺
4.1 集箱筒身补焊
4.1.1集箱筒身补焊焊接工艺
焊接方法：手工氩弧焊+焊条电弧焊（M-GTAW+SMAW）。焊接材料：采用焊丝GB ER62-B3 Φ2.5mm和GB E6215-2C1M Φ3.2mm、Φ4mm焊条。焊接工艺参数如表1所示：
4.1.2 操作技巧：首层采用手工氩弧焊（M-GTAW），要求单面焊双面成型，针对吹漏位置，手氩焊接时采用摆动焊接，从宽度方向一侧摆动到另一侧然后沿长度方向一道焊完。吹损部位手工氩弧焊焊接两层，未吹损部位手氩焊接一层，其余部位采用焊条电弧焊。为减少焊接应力，焊条电弧焊时，采用间隔法焊接。焊接工艺参数见表1。焊接2-3层后进行适当锤击，消除应力，严格清理层道间焊渣。氩弧焊每层厚度不超过3mm，焊条电弧焊每层焊缝厚度不超过5mm。
4.1.3 集箱筒身补焊至2/3厚度处进行消应力热处理，消应力热处理相关要求件工艺第6条要求，消应力热处理前对补焊焊缝进行100%PT或100%MT检查，确认补焊处无缺陷。
4.2 12Cr1MoVG管接头焊接
4.2.1 管接头与集箱筒身焊接工艺
焊接方法：焊条电弧焊（SMAW）焊接材料：采用GB E5515-1CMV Φ3.2mm、Φ4mm焊条。焊条烘干：焊条在使用前按规定温度和时间进行烘干，并放在保温筒内随用随取。如果保温筒不方便连接电源，则焊条在保温筒内存放时间不超过4小时，焊条重复烘干次数不得超过2次。焊接工艺参数如表2所示：
4.3.2 操作要求：焊条在使用前按规定温度和时间进行烘干，并放在保温筒内随用随取。如果保温筒不方便连接电源，则焊条在保温筒内存放时间不超过4小时，焊条重复烘干次数不得超过2次；焊接时注意控制规范参数下不得超过给定的范围，采用直道或少量摆动的操作技巧；每层焊缝厚度不超过3mm；收弧时必须填满弧坑。
4.3.3 管接头对接工艺
焊接方法：手工氩弧焊（M-GTAW）；焊接材料：采用AWS ER90S-B9 Φ2.4mm焊丝。
焊接工艺如表5所示：
保护气体：100%Ar 流量8-12L/min；背面保护气体：100%Ar 流量6-8L/min；每层焊道厚度不超过3mm，首层焊接时单面焊双面成型。对接时内部利用水溶纸封堵管子以便充氩保护。
5.焊工要求
管接头需持有GTAW-Ⅱ-5G-2/60-02和SMAW-Ⅱ-5G（K）-4/60-F3J资质的持证焊工进行焊接作业。集箱筒身补焊作业焊工需持有GTAW-Ⅲ-2G-3/355-02和SMAW-Ⅲ-2G（K）-37/355-F3J资质证书。
6.中间热处理
6.1 筒身补焊时增加中间消应力热处理。消应力热处理要求如下：
6.2 热处理技术要求：
6.2.1 加热至725±15℃，要求升温速度≤150℃/h，中间恒温1h，冷却速度≤150℃/h，温度≤300℃可以自然冷却；
6.2.2 用电加热器对焊缝进行局部热处理；
6.2.3 加热器沿集箱环向布置，将筒身补焊焊缝全部置于加热范围内，焊缝两侧加热宽度各不小于200mm；
6.2.4 电加热器外部采用硅酸铝纤维保温，保温宽度不小于加热宽度的2倍，避免产生有害的温度梯度；
6.2.5 沿集箱筒身环向在返修区域装两支热电偶测控温度（补焊焊缝处及其筒身对称位置各一支），保证均匀加热。
7.焊后热处理（集箱筒体本身及其与管接头焊缝）
7.1 热处理技术要求：
7.1.1 加热至745±15℃，要求升温速度≤150℃/h，中间恒温2h，冷却速度≤150℃/h，温度≤300℃可以自然冷却；
7.1.2 用电加热器对焊缝进行局部热处理；
7.1.3 加热器沿集箱环向布置，将筒身补焊焊缝及管接头与筒身的焊缝全部置于加热范围内，焊缝两侧加热宽度各不小于200mm；
7.1.4 电加热器外部采用硅酸铝纤维保温，保温宽度不小于加热宽度的2倍，避免产生有害的温度梯度；
7.1.5 沿集箱筒身环向在返修区域装两支热电偶测控温度（返修焊缝处及其筒身对称位置各一支），保证均匀加热。
8.焊后热处理（SA-213T91管接头对接焊缝）
8.1 热处理技术要求：
8.1.1 加热至755±15℃，要求升温速度≤150℃/h，中间恒温1.5h，冷却速度≤150℃/h，温度≤300℃可以自然冷却；
8.1.2 用电加热器对焊缝进行局部热处理；
8.1.3加热器沿管接头对接焊缝环向布置，将焊缝全部置于加热范围内，焊缝两侧加热宽度各不小于50mm；
8.1.4电加热器外部采用硅酸铝纤维保温，保温宽度不小于加热宽度的2倍，避免产生有害的温度梯度；
8.1.5 在对接焊缝处装一支热电偶测控温度。
9.焊后检查
9.1 焊缝检查
热处理后，清理打磨焊缝表面，焊缝表面尽量打磨至与母材齐平。管接头角焊缝100%MT+100%PT检查合格，集箱筒身修补焊缝100%MT+100%PT检查合格，管接头对接焊口100%RT检查合格。
9.2 硬度检查
最终使用便携式硬度仪对焊缝、热影响区及其附近母材分别抽检表面布式硬度，所测母材硬度值在150～175HB之间，焊缝硬度值在210～245 HB之间，满足焊缝硬度≤270HB且不大于母材硬度+100HB，硬度检验合格。
参考文献：
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[2]DL/T869-2012 火力发电厂焊接技术规程
[3]DL/T819-2010 火力发电厂焊接热处理技术规程
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[5]王庆，郑相锋，冯砚厅，王强.超临界锅炉高温再热器进口集箱筒体焊接修复.《热加工工艺》，2013，42（1）236-237
论文作者:张赞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/29
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