关键词：锅炉；锅筒；集箱；蛇形管；膜式壁
锅炉的制造过程比较复杂，在实际应用中，需要加强对工艺的控制，提高工艺技术的精准度，加强对金属材料的选择和质量检验，从而提升其整体质量。焊接作为锅炉制造中的一项工序，比以往更受到重视，锅炉焊接的机械化、自动化也越来越成为企业提高焊接技术水平、提高劳动生产率，保证产品焊接质量的重要组成部分。
一、锅炉的主要组成部件
1.锅筒
锅筒是锅炉中最重要的部件之一。通常在锅炉中，锅筒是锅炉中壁厚最厚，制造难度较高的厚壁容器。它由锅炉钢板制作成大型圆柱型容器，并在锅筒上焊接各种类型的管座和附件及预埋件。
2.集箱
集箱在锅炉中起到汇集汽水的作用，锅炉受热面管内的水和蒸汽吸收燃料燃烧的热量，最终成为有一定温度和压力的水或蒸汽，汇集到出口集箱，然后再输送到需要使用热水或蒸汽的场合，之后温度、压力已降低的蒸汽从汽轮机返回锅炉再热器，再次加热后汇集到再热器出口集箱后送到汽轮机低压缸做功。
3.蛇形管
工业上广泛采用管子作为热交换和传输介质用。在锅炉受热面、管子主要作为热交换用；在所有不同用途管子中，电站锅炉管子的材料类别、规格最多，焊接工作量最大，质量要求也甚高。
4.膜式水冷壁
膜式壁结构现在通常采用管子加扁钢焊接而成的管屏结构。膜式拼排焊缝为纵向受压件与非受压件焊接非受压焊缝，其主要作用是保证管子与扁钢之间要有良好的热传导并有一定的强度，对它的要求主要是一定的熔深和焊缝的横截面积。
二、主要焊缝的焊接
1.锅筒的焊接
a、锅筒的纵、环缝的焊接
锅筒筒节可分为卷制和压制两种。卷制筒节采用气割+打磨的方法加工出纵缝坡口，筒节采用等厚度钢板，每个筒节焊接一条纵缝，纵缝焊后校圆，多采用内部手工焊外部埋弧焊的方法。压制筒节也可采用上、下不等厚的钢板，在水压机上压制成两半瓦片状筒节，采用机加工的方法加工纵缝坡口，每个筒节两条纵缝。纵缝焊后不需校圆。压制筒节可采用双面埋弧焊，通常大多采用与环缝相同的焊接方法，内壁采用SMAW焊、外壁采用SAW焊接的组合焊缝的形式。
b、集中下降管、给水管的焊接
集中下降管、给水管等主要大管座一般与锅筒本体材料相同，当下降管的外径≤108mm且采用插入式结构时，可不开坡口，焊接方法可采用SMAW；对于额定蒸汽压力≥3.8MPa的锅炉，集中下降管管接头与筒体的连接必须采用全焊透的接头形式，通常采用插入式结构，为对接角焊缝。
c、其他管接头的焊接
锅筒上除下降管、给水管等大管座之外，还有众多管接头，规格Φ108~Φ168mm，壁厚10~20mm，材料为碳钢；对于额定蒸汽压力＜9.8MPa的锅炉，管接头与锅筒连接时，采用SMAW焊接；对于额定蒸汽压力≥9.8MPa的锅炉，管接头与锅筒连接时管接头开坡口采用手工氩弧焊打底手工焊盖面的方法，并保证焊透；
2.集箱的焊接
通常，集箱本体采用无缝钢管，工厂按设计图样将钢管拼接到一定尺寸，或在钢管之间插入三通或弯头，集箱的一端或两端还要与端盖焊接，这些都属于集箱的环缝焊接。由于集箱所承受的工作条件，环缝要求全焊透，并且集箱的结构形式只能采取单面焊方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆集箱的环缝拼接主要采用以下焊接工艺方法：
a、GTAW+SMAW+SAW。GTAW采用单面焊双面成形，封底保证根部全焊透，在同一工位进行SMAW加厚，使GTAW+SMAW焊缝厚度达到10mm，确保焊缝强度。SAW只能采用平焊位置，并且对集箱管外径有限制，因此这种方法适用于集箱管外径≥Φ219mm的直管拼接或直管与少量弯头进行拼接，难以应用到空间位置受限的集箱环缝的焊接。这是目前国内锅炉制造厂家使用最普遍的焊接方法组合。
b、GTAW+SMAW。这种方法适用于管壁较薄集箱的焊接；或集箱管外径小于Φ219mm，无法采用SAW的焊接。这种组合也是目前国内锅炉制造厂家使用较多的焊接方法组合。
c、GTAW+SAW。该焊接方法组合从常规的SAW焊接改为窄间隙焊接，坡口间隙小，焊接机械化程度大大提高。目前国内锅炉制造厂家正在开发这种焊接方法的组合，但设备成本高，还处于开发、试生产与完善阶段。
3.蛇形管的焊接
蛇形管对接焊主要有GTAW焊、管子对接水平转动自动GTAW-HW、热丝钨极氩弧焊GTAW-HW、PAW以及手工GTAW、SMAW等及其组合。
4.膜式水冷壁的焊接
a、SAW焊，主要使用与管子+扁钢的结构形式，一般采用双身法，即两根管子中间加一根扁钢，两条焊缝同时焊接，称为两根组，再由三组两根组焊成六根组，余类推，这样有利于防止焊接变形。SAW焊接除了保证良好的焊缝成形必要的熔深外，还要力求提高焊接速度以提高生产率。
b、GMAW焊，与SAW比较，GMAW焊接熔深较浅，通常在扁钢厚度为6mm时，角焊缝的焊脚尺寸高度为4mm，焊缝在管子、扁钢上的熔深不小于1mm.
三、焊接及热处理
焊接过程中停止焊接或焊接结束时，应根据结构条件采取后热消氢处理，消氢处理规范及焊后热处理保温时间等热处理参数根据材料按相应标准选取。
四、焊接检验
1.外观检验
焊缝外观尺寸应符合设计图样和工艺文件的规定，焊缝高度不低于母材表面，焊缝与母材平滑过渡。焊缝及其热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑和气孔。
锅筒、集箱：纵、环焊缝及其封头的拼接焊缝无咬边，其余焊缝咬边深度不超过0.5mm。
蛇形管：焊缝咬边深度不超过0.5mm，管子两侧咬边的总长度不超过管子周长的20%，且不超过40mm。管子对接焊缝的接头处的内径不得小于标准要求，并作为通球直径进行检查
水冷壁：焊缝表面不允许有直径大于2mm的单个气孔，同时不允许存在密集型气孔或成排气孔；焊缝咬边深度在管子侧不得大于0.5mm，咬边的总长度不超过管子长度的25%，且连线长度不超过500mm。扁钢与管子焊接时不得烧穿管子。
2.无损检测
按《锅规》及相应国家标准的要求对焊接接头进行的RT、UT、MT、PT检测，符合NB/T47013.2~5-2015《承压设备无损检测》中相应级别的要求。
3.水压试验
水压试验应在无损检测和热处理后进行。锅筒应在试验压力下保持20min，然后降到工作压力检查。
散件出厂锅炉的集箱试验压力为元件工作压力的1.5倍，并在此试验压力下保持5min。整体出厂的锅炉、集箱随锅炉本体进行水压试验（再热器集箱试验压力为再热器工作压力的1.5倍），并在此试验压力下保持20min。工作压力≤2.5MPa无管接头的集箱，可不单独进行水压试验。
蛇形管水压试验压力为工作压力的2倍。
结束语
文章主要是对锅炉各主要部件的焊接制造要点进行了研究。在实际生产制造中，焊接质量的管控对锅炉的运行有密切的关系，倘若未能将锅炉的质量、焊接方式控制好，在后续使用中会对使用者产生巨大威胁，会对整个生产制造活动产生不良影响。所以，一定要基于锅炉的实际需要使用最为合适的方式实施焊接操作。
参考文献
[1]甘承武.锅炉压力容器焊接技术要点探讨[J].科技经济导刊,2019,27(24):59
[2]杨玉慧.锅炉焊接技术及实施要点研究[J].中国金属通报,2019(07):224+226.
论文作者:秦丽芳,,李晓犇
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/28
标签：锅炉论文; 组合论文; 方法论文; 蛇形论文; 管接头论文; 压力论文; 水压论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;