广东省特种设备检测研究院佛山检测院 广东佛山 528000
摘要：本文主要对锅炉焊接质量问题及检测方法进行了分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：锅炉焊接；质量问题；检测方法
一、前言
锅炉是通过燃料燃烧释放出化学能使水转变成蒸汽的换热设备，是一种高温、高压、有可能发生爆炸危险的特种设备。随着科学技术的快速发展，锅炉的温度及压力越来越高，超临界、超超临界锅炉对质量的要求也越来越高，焊接是锅炉制造的主要工艺方法，焊接质量直接关系到锅炉产品质量和使用寿命。下面就对锅炉焊接质量问题及检测方法进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、锅炉焊接质量问题分析
（1）气孔。产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等，焊条及焊剂未烘干会增加气孔量，因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体，增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小，熔池冷却速度大，不利于气体逸出，焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。
防止气孔的措施：清除焊丝，工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物；采用碱性焊条、焊剂，并彻底烘干；.采用直流反接并用短电弧施焊；焊前预热，减缓冷却速度；用偏强的规范施焊。
（2）裂纹。在锅炉焊接实践中，对于裂纹的控制也是很关键的。焊接裂纹形成的主要原因有以下几种：①母材金属的碳含量或硫磷含量过高时，其焊接性变差，容易产生裂纹。②焊条、焊剂等焊接材料中的合金元素和硫磷含量越高时，产生裂纹的倾向也就越大。③低温或有风的情况下焊接，使焊缝冷却速度过快也容易产生裂纹。④焊接厚板因其结构的刚性大也容易产生裂纹。
控制裂纹措施：①点固焊缝要够厚够长；②不得强力组配；③不要用力敲打焊缝；④异种钢焊接时要根据两种材质的物理性能、化学性能和焊接性来确定其焊接工艺。⑤焊接合金钢时尽量采用有引弧装置的设备进行焊接，一方面减少淬硬，另一方面也可以减少夹钨出现的可能性。
（3）咬边。产生咬边的主要原因是电弧热量太高，即电流太大，运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置（立、横、仰）会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。
控制咬边的措施：矫正操作姿势，选用合理的规范，采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。
（4）未焊透和未熔合。一是对于接缝钝边过大，或者接缝接口间隙过小，对于坡口角度的调整不均时，很容易造成未熔合的焊接缺陷；二是由于焊接电流较小或者焊接速度过快，在母材表面形成铁水的堆积，而未能实现对焊缝的有效熔合，从而造成未焊透（未熔合）现象；三是焊接区域存在杂质或者油污等，也容易导致接口焊缝未焊透（未熔合）；四是焊接工艺不适当或焊工操作不当产生的，如焊枪角度问题、焊材质量问题、以及电弧偏燃等。
控制未焊透和未熔合的措施：一是做好母材焊接截面间隙尺寸的调整、坡口角度调适，以及钝边尺寸的处理，特别是对于单面焊接来说，其间隙值不应少于焊条直径，而对于钝边来说，其值应该不大于1/2焊条直径；二是对于焊接速度的把握要准，同时增加焊接时的电流值；三是对焊接表面进行清洁处理，及时清除层间的焊渣；四是焊接中做好焊枪、焊条的角度调整，减少未焊透（未熔合）缺陷的发生。
（5）焊接中夹渣。熔渣产生的原因：一是焊接中电流值过小，很容易导致熔池冷却速度加快，而熔渣因未及时与铁水分离而残存于焊缝，从而形成夹渣现象；二是熔渣本身的黏度过大，在与铁水的分离上有一定的困难；三是焊接中由于药皮脱落而未能完全熔化，在熔池中凝固而造成焊缝夹渣。
控制夹渣的措施：一是适当增加焊接电流，促进熔池内的熔渣与铁水能够充分分离；二是选择合格的焊接材料，如焊条质量必须合标；三是在焊接过程中规范操作，利用目镜来观察熔池的亮度，从而有效控制夹渣的发生。
三、锅炉焊接质量的检测方法
（1）外观检查。对接焊缝焊完后，要进行100%的外观检查，通常在目视检测的合格上，选择焊缝正确的部位进行测量，然后与标准规定的尺寸对比，判断焊缝的外形几何尺寸是否符合要求。外观检查合格标准见表1。
此外，焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、根部未焊透、气孔夹渣等缺陷，管屏向火面对接焊缝不允许咬边，炉膛外面的管对接焊缝咬边深度不得大于0.5 mm，长度不大于9mm，根部凸出不大于2 mm，内凹不大于1.5mm。
（2）耐压检测。耐压检测是把液体或气体等介质充入产品部件中缓慢减压，以检查其泄漏耐压破坏等性能的试验，耐压试验分成液压试验和气压试验两种由于水的压缩性小，在试验过程中一旦发现缺陷扩展而发生泄漏，水压立即下降，不易引起爆炸故而采用水作试验介质既安全又廉价。
（3）力学性能检测。常用的焊接接头力学性能的检测项目包括：焊接接头的拉伸试验弯曲及压扁试验、冲击试验、硬度试验。要检测产品焊接接头使用性能，必须制作产品试件。产品试样是实际生产时，在产品的特定部位取的试件。该检测试样是对生产条件下材料、工艺及焊工技能的稳定性和可靠性的综合检测，其性能代表产品焊接接头的性能，产品试样应与产品同时焊接、热处理。
（4）理化性能检测。焊接接头的理化性能检测包括化学分析、金相检测等。金相检测的目的是通过对焊接接头截面中焊缝金属和热影响区的宏观和微观组织观察，分析焊接接头的组织状态及微小缺陷、夹杂物、氢白点的数量及分布情况，进而分析焊接接头的性能，为选择调整焊接或热处理规范提供依据。
（5）无损检测检测。无损检测是检测焊缝质量的最有效方法，一般包括射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测和涡流检测等。其中射线和超声波检测适合于焊缝内部缺陷的检测，磁粉渗透和涡流检测则适用于焊缝表面质量的检测。
1）类锅炉受热面管子焊口除做不少于25%的射线透照外，还应另做25%的超声波探伤；2）外径>159mm，工作温度高于450℃的蒸汽管道；外径>159 mm或壁厚>20 mm，工作压力大于9.81MPa的锅炉范围内的管子及管道进行100%的无损探伤；3）其他Ⅰ类接头探伤比例为50%，中低压焊口抽查1%～25%，钢结构的无损探伤方法及比例按设计要求进行；4）厚度≤20mm的汽、水管道采用超声波探伤时还应另做不小于20%探伤量的射线透照；5）厚度>20mm，且<70mm的管子和焊件，射线透照或超声波探伤可任选其中一种。
四、结论
总之，焊接质量直接影响着锅炉结构的使用性能与安全性。因此，探讨锅炉焊接质量问题的成因及预防措施，并运用适当的检测方法进行检测，对保证锅炉的的安全运行有着极为重要的意义。
参考文献：
[1]郭三爱.焊接技术[M].人民交通出版社，2012（10）.
[2]黄骅，程引彬.锅炉锅筒与管板对接焊接问题探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2012（05）
论文作者:李培基
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/9
标签：锅炉论文; 裂纹论文; 焊条论文; 熔池论文; 质量问题论文; 气孔论文; 性能论文; 《基层建设》2018年第13期论文;