(大唐河北发电有限公司马头热电分公司检修部 河北省邯郸市 056000)
摘要：火力发电厂为我国建设提供了重要的火电能源，加强其相关方面的研究，有助于促进技术的革新。高压管道输送的介质具有压力高、温度高、腐蚀性强、深透力强等特点，对设计、施工要求有一定的特殊性。火力发电厂高温高压管道的安装焊接过程中，应选择适合发电厂的焊接材料、焊接工艺和热处理工艺，保证管座焊接质量。
关键词：火力发电厂；管道焊接；高温高压管道；管座焊接
前言：在当前我国经济发展趋势良好的背景下，各行各业的发展都获得了较好的市场机遇。然而，由于经济全球化的到来，也使得各个行业面临的竞争压力不断增大。在我国目前的能源结构中，火电仍然占有很大的比重，为我国经济建设做出了很大贡献，是不可或缺的能源。时代的发展与行业的竞争要求火电行业重视自身技术的革新，这样才能使其在激烈的市场竞争中立足生存。加强火力发电厂相关工艺技术的研究，对于行业技术改革而言有着非常重要的作用。在火力发电厂中，管座焊接焊接工艺技术由于涉及到使用寿命与可靠性的问题，受到了各方关注。在管座焊接焊接的过程中，为了保证达到要求的焊接接头质量，通常情况下，采用的工艺比普通钢焊接更繁杂，在焊接时，首先要对焊接材料进行合理地选择，这关系到焊接接头的性能与质量。
1管座类型及焊接分析
1.1管座分类及焊接介绍
管座本身可以补充因主管线开孔导致的局部强度下降的情况，因此一般不需要外加补强环。根据目前使用的情况，管座大概分为大类，一种形式为鞍座式管座,此类管座需要骑座于主管线之上，通过管座自身的坡口与主管线实现焊接。另外一种类型为插入式管座，这类管座需要插入主管线所开孔内焊接。管座的焊接隶属于支管焊接，一般要求为全熔透对接焊缝。在诸多标准中均提及到，在焊接鞍座式管座时，需要焊接到焊接线（一般是指鞍座式管座坡口边缘或存在多个角度变化时出现的首个变化的坡口边缘）位置，同时要求焊接完成后外加角焊缝，实现焊缝与主管的圆滑过渡。在实际焊接施工时发现，焊接到焊接线时形成的焊肉厚度一般大于主管线厚度，特别是针对一些薄壁管线，焊肉厚度可以达到其主管线壁厚的2~3倍。在焊接收缩无法得到有效控制下，安装过程中不可避免会出现一定程度的变形，甚至引起主管塌陷。此种变形超出了设计要求，将影响流体介质在管线内部的流动，同时将影响后续的工件安装。
1.2管座焊接中的焊接性分析
现代科技的高速发展促使许多新结构、新设备的不断涌现和更替；新材料、新工艺的广泛应用和不断更新，对焊接工程中各种工程构件的性能提出新的要求，比如对工程构件的硬度、防腐性、低温韧性、高温强度等方面提出的新要求，一些特殊情况下，没有任何一种构件材料能够完全满足工艺流程的使用要求，即便存在一种较为理想的金属材，由于价格或数量的限制，不能在工业操作中得到推广和普遍使用。因此，管座焊接焊接成为火力发电厂高温高压管道的中的一门新的科学焊接技术。
2管座焊接工艺
近年来管座焊材的焊接性能及质量逐步提高，但国内制造商仍然面临优化焊接工艺及措施、确保焊缝质量的任务，相关设计院也需要提出更先进的焊接技术条件来保证制造产品的质量。由于焊接是一个复杂而又不平衡的熔化结晶过程，管座焊接要避免焊缝中出现裂纹，防止造成泄漏事故；另外，还应当控制焊接变形，保持控制棒能灵活地提升和下降。目前的一些焊接工艺主要有：首先，不锈钢焊道。其次，隔离层堆焊时的预热、后热、消除应力热处理。首层隔离层堆焊时，国内部分制造商执行预热操作，完成后直接进炉消应力热处理，而隔离层、其他层则采用冷焊工艺。
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2.1焊接手段
高压管道的焊接要求要与焊接方法要符合《工业金属管道工程施工及验收规范》与《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》的要求，按管道的接头形式、管件规格选择焊接方法。主给水（15NiCuNoNb5）、主蒸汽（A335P91）、再加热段（A335P22）和再热冷段（A672B70CL32）上焊接热工压力取源管座采用氩弧焊，其他管座和焊口采用氩弧焊打底+手工电弧焊填充盖面焊接方法。主蒸汽（A335P91）上焊接各管座、安全阀，在氩弧焊打底+两道手工电弧焊时，管道内充氩气保护，防止根部氧化，采用小电流、薄焊层、多层多道焊接工艺，每层厚度不超过焊条直径。管座与母管打磨应符合规范要求，组对并装配完毕，保证其稳固，先用氩弧焊点焊3点，点固工作完成后，应该认真检查焊点质量是否达到要求，不合格的地方应及时清除，并重新点固。
2.2坡口形式
机械坡口是高压管道焊接接头坡口的主要形式，通过去掉复层金属的方式确保基层焊道的焊接不会出现基层焊肉被焊到复层上的情况。坡口型式应采用V形、双V形以及U形等坡口形式。焊接前，首先要清除坡口及附近（10～20）mm宽表面上的脏物、油迹和锈斑。组对接头时，错口要求：壁厚≤15mm时，错口≤0.5mm；壁厚＞15mm时，错口≤1mm。另外，在筒体与管座的焊缝处，随着工作介质压力的增大该区域所产生的应力明显增大，很有可能导致容器失效，是应力分析的关键部位。重视对该处的分析，加强管座的焊接强度。
2.3焊材选择
火力发电厂高温高压管材的选用应符合国家标准，我国现行的技术标准《化肥设备用高压无缝钢管》（GB64—1984）工作温度（-40～400）℃，工作压力（10～32）MPa的化工设备和管道。标准中最小规格为4mm×14mm，最大规格为273mm×40mm。高温高压管焊接材料的选择是管座焊接的关键，应该重点考虑街头的形式、管件规格、控制焊缝熔合比、焊后热处理等，焊材选用具有严格的规格要求需要注意。焊接处可能存在裂纹动缺陷，从而降低管座原来的性能[1]。为了避免这种情况，应该严格按照相关要求等来选用合适的管座焊接焊材。
2.5管道布置要求
四大管道上的输水管道和热加工压力取源布置应合乎常理，设有U形膨胀弯，留有膨胀余量，防止机组启动、停机时，管道膨胀、收缩受限，造成管座根部应力过大，导致管座焊缝产生裂纹，最终发生泄漏。
结束语：
总之，加强对高压高温管道管座焊接的研究，对于火电厂相关技术的革新是有所帮助的。目前，我国经济建设势头良好，人民生活水平较高，对电能的需求量仍在不断增大。在当前的电能组成中，火电依然占据着很大的比重。因此，对火电厂相关技术工艺的研究具有很强的现实意义。通过改进相关技术，能够弥补火电生产中的一些不足之处，这对于火电行业在今后的发展而言是极为重要的。
参考文献：
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[5]刘立海. 如何确保管道热电偶套管管座连接的可靠性[J]. 硅谷,2014,7(04):77-78.
论文作者:刘未强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/19
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