0、引 言
鍋筒是
鍋爐重要的受壓元件，它連接上升管與下降管組成循環(huán)回路，同時接受省煤器來的給水，還向過熱器輸送飽和蒸汽，它是加熱、蒸發(fā)、過熱這三個過程的連接點(diǎn)。一般容量愈大，則鍋筒壁上下側(cè)的溫差愈大，材料承受的熱應(yīng)力愈大。特別是鍋筒的整個制造環(huán)節(jié)，從原材料下料，到產(chǎn)品入庫，關(guān)鍵工序必須嚴(yán)格控制，重要環(huán)節(jié)嚴(yán)格檢查。使每一臺產(chǎn)品質(zhì)量符合ASME法規(guī)、符合IS09001質(zhì)量管理體系。以300 MW鍋筒為例，探討和分析300 MW以上鍋筒的制造質(zhì)量控制。
1、材料投產(chǎn)
原材料進(jìn)入車間，嚴(yán)格檢查領(lǐng)料單和材質(zhì)單等原始出庫憑證，核對訂貨號是否與生產(chǎn)計劃一致，材料牌號、規(guī)格與圖樣規(guī)格是否相符，檢查實(shí)物標(biāo)記，核對檢驗(yàn)編號，材質(zhì)牌號、材料規(guī)格等與出庫單據(jù)提供的項(xiàng)目是否相等。鍋筒是由封頭、筒節(jié)、下降管、給水管及各種規(guī)格的小管接頭組成。其中簡體材料為SA - 299，下降管、給水管為20MnMo，標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分和機(jī)械性能。應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、筒體、封頭壓制成型的質(zhì)量分析
2.1氣割質(zhì)量
封頭鋼板首先氣割成圓，然后沖壓成型。筒節(jié)鋼板定尺來料，半片瓦片懸在壓制成型后切割余量。由于板材較厚，對切割技術(shù)要求較高，下料時已采取了嚴(yán)格的措施控制切割質(zhì)量。鋼板切割處兩面氧化皮等附著物清理干凈，避免氧化皮熔渣飛濺阻塞割嘴，防止割槍回頭燒損切割表面。通過嚴(yán)格控制得到了比較光滑的切割面。切割面的粗糙度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.2加熱沖擊
鋼板壓制過程中，作縱、橫向串動，圓弧壓彎在模具的接頭部位易出現(xiàn)擠壓突棱。因此，壓坑深度是指相對尺寸而言，即瓦片最高擠壓突棱和最低壓痕之差。
一般情況下，把局部棱角磨掉，圓滑過渡，目視檢查凸凹部位無明顯界線即可認(rèn)為合格。
3、組裝、焊接
鍋筒主要件的焊接，包括封頭、人孔、加強(qiáng)焊縫、簡體縱縫、環(huán)縫、下降管接頭焊縫等，因此，必須對坡口準(zhǔn)備、焊材選用、焊接預(yù)熱、后熱等工藝過程進(jìn)行控制。
3.1坡口準(zhǔn)備
封頭和筒節(jié)窄間隙焊環(huán)縫坡口用立車或邊緣車床加工成型，縱縫坡口面的氣割余量用銑床加工，因此，焊接過程必須隨時檢查焊縫成型，調(diào)節(jié)焊道長度和層數(shù)，控制焊縫金屬處于同一深度，保證焊縫蓋面連續(xù)焊接以便獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。對坡口面應(yīng)消除鋼板可能存在的分層而導(dǎo)致的隱患發(fā)展，以避免焊接過程中引起焊縫撕裂和缺陷擴(kuò)展，坡口加工完成后均進(jìn)行磁粉檢查。簡體下降管開孔是采用半自動氧一乙炔切割，砂輪打磨，磁粉探傷。
3.2焊材選取
鍋筒材料SA - 299，環(huán)縫封底焊縫、管接頭角焊縫等手工電弧焊，選用焊條E7018 - Al，使用時可以從焊條尾部涂字標(biāo)記直接鑒別出牌號。
鍋筒縱、環(huán)焊縫和封頭人孔加強(qiáng)堆焊焊縫是采用自動焊方法，選用焊劑為SJ101．應(yīng)呈細(xì)小圓形灰色顆粒狀，這可以從外觀特征和焊劑包裝上的牌號標(biāo)記直接識別。
焊絲選用S3Mo，規(guī)格∮4 mm，焊絲選取是重點(diǎn)，因?yàn)橹睆较嗤㈩伾屯Χ冉咏蛳嗤暮附z品種很多，現(xiàn)場無法從外觀特征鑒別焊絲牌號。所以焊絲使用之前，首先查閱材質(zhì)證明，核對焊絲牌號標(biāo)記，牌號符合要求后，再進(jìn)行光譜分析，確認(rèn)無誤，責(zé)任者簽字，以保證焊絲選用正確。
3.3預(yù)熱、焊接
材料SA - 299，厚度大于76 mm時，焊前應(yīng)預(yù)熱至150℃以上。由于鍋筒縱、環(huán)焊縫、下降管焊縫及管接頭角焊縫等坡口尺寸大，填充金屬多，焊接持續(xù)時間長。為了保證預(yù)熱溫度和層間溫度，鍋筒應(yīng)有足夠的潛在熱量，在大爐加熱略高于預(yù)熱溫度，減緩焊接過程自然冷卻，一般情況，鍋筒每次進(jìn)行預(yù)熱，溫度均控制在190~ 210℃范圍之內(nèi)，在連續(xù)焊接過程中，按照監(jiān)測層間溫度，當(dāng)?shù)陀?50℃時，立即停止焊接，用煤氣噴燒或進(jìn)爐加熱，恢復(fù)到預(yù)熱溫度，再行施焊。
鍋筒縱、環(huán)焊縫是采用窄間隙埋弧焊焊制而成，施焊過程應(yīng)重點(diǎn)控制焊接電流、電壓和焊接速度等工藝參數(shù)，隨時監(jiān)視，定時記錄管理，并觀察焊縫成型質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)焊道偏離或焊縫深度不均勻應(yīng)及時調(diào)整。焊接連續(xù)進(jìn)行，保證層間溫度不低于150℃，若中間過程停止焊接，應(yīng)加熱或進(jìn)爐維持預(yù)熱溫度。焊接結(jié)束后立即進(jìn)行150~ 200℃保溫2h后熱處理。
鍋筒下降管角焊縫采用手工電弧焊，由于每一個下降管由2名焊工同時焊接，施焊過程應(yīng)重點(diǎn)控制接頭部位的成型質(zhì)量。
兩端焊縫交界處起焊前熔渣必須清理干凈；
兩端接頭焊縫應(yīng)有15~ 20 mm的疊交長度；
每層疊交焊道的接頭處應(yīng)錯開15~ 20 mm的距離；
隨時調(diào)節(jié)焊把角度，使焊條與坡口面處于合適角度，有利于排除熔渣，以保證熔合良好。
由于板厚，坡口深，下降管角焊縫填充金屬多，為了避免焊后產(chǎn)生很大的疊加應(yīng)力，當(dāng)焊至一半時，進(jìn)行一次中間熱處理。
封頭人孔加強(qiáng)焊縫應(yīng)用埋弧自動焊，由于封頭呈半圓形狀，散熱面積大，雖然連續(xù)堆焊，工件冷卻也很快。因此焊接過程應(yīng)定時測溫，控制層間溫度不低于150℃。
鍋筒上的各種規(guī)格的小管接頭和預(yù)焊件，在焊接過程中嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度，焊縫成型及焊腳高度。確保無咬邊、弧坑、氣孔等缺陷。
4、焊縫無損檢驗(yàn)
焊縫在焊后及消除應(yīng)力熱處理后，分別進(jìn)行射線探傷、超聲波探傷和磁粉探傷，并在水壓試驗(yàn)后再進(jìn)行一次磁粉探傷，根據(jù)探傷結(jié)果對焊縫質(zhì)量進(jìn)行綜合評定。
4.1縱、環(huán)焊縫質(zhì)量
制造廠由于嚴(yán)格控制焊接過程，縱、環(huán)焊縫質(zhì)量較好。
4.2下降管、給水管角焊縫質(zhì)量分析
由于嚴(yán)格要求工藝紀(jì)律，焊前準(zhǔn)備充分，在坡口面堆焊隔離焊縫，消除鋼板分層隱患，焊前預(yù)熱、中間熱處理、后熱等一系列過程，控制及時準(zhǔn)確，焊接連續(xù)進(jìn)行，一氣呵成，中間倒班或停歇環(huán)節(jié)，整體進(jìn)爐恒溫，焊接過程各項(xiàng)工藝參數(shù)處于受控狀態(tài)，從而保證了下降管和給水管角焊縫的制造質(zhì)量。
從表1可以看出下降管和給水管角焊縫的質(zhì)量較好，一次合格率普遍較高，從而保證了下降管和給水管角焊縫的制造質(zhì)量。
5、焊后熱處理性能分析
300 MW鍋筒為消除焊接應(yīng)力而進(jìn)行的焊后熱處理，也是最終熱處理。因此，鍋筒進(jìn)爐之前，應(yīng)審查熱處理前的完工資料，特別是焊接工作，包括焊接返修無損檢驗(yàn)必須全部合格。熱處理過程嚴(yán)格執(zhí)行工藝，熱處理后檢查焊縫機(jī)械性能。
消除應(yīng)力熱處理結(jié)束后，鍋筒不再受熱過程影響，金屬性能已經(jīng)穩(wěn)定，不再發(fā)生變化。
鍋筒縱、環(huán)焊縫的焊接工藝和焊接材料相同。因此，做一塊試板，與母材同樣經(jīng)歷正火、回火和焊后消除應(yīng)力等熱處理過程，然后割取樣坯加工成試樣進(jìn)行機(jī)械性能檢驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于表2。
鍋筒焊縫檢驗(yàn)結(jié)果不低于SA - 299的機(jī)械性能，符合設(shè)計要求。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
6、鍋筒成品質(zhì)量
鍋筒制造過程中，對封頭、筒節(jié)、下降管、管接頭等零件的加工和組裝實(shí)施質(zhì)量控制已為成品質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)，但是，鍋筒入庫之前，尚需要按下述要求進(jìn)行總的復(fù)查。
6.1審查完工資料
生產(chǎn)過程中及時收集和匯總反映原材料和零部件或產(chǎn)品質(zhì)量特性的原始單據(jù)和質(zhì)量憑證，包括材料質(zhì)量證明、無損探傷報告、熱處理報告、機(jī)械性能報告及檢驗(yàn)記錄。報告及記錄準(zhǔn)確齊全。
6.2外觀檢查
鍋筒表面，包括鋼板、縱環(huán)焊縫、管接頭角焊縫，拉筋板等部位，出現(xiàn)傷疤或尖銳劃傷等缺陷，均進(jìn)行砂輪打磨，使之圓滑過渡。鍋筒筒節(jié)、封頭、管接頭標(biāo)記齊全。
6.3水壓試驗(yàn)
鍋筒消除應(yīng)力熱處理和機(jī)械性能檢驗(yàn)合格后進(jìn)行水壓試驗(yàn)，見表3。
水壓試驗(yàn)執(zhí)行ASME法規(guī)按1.5倍工作壓力試驗(yàn)，檢查無滲漏，水壓合格。
7、結(jié)束語
今后我國電站鍋爐發(fā)展趨勢為大容量、高參數(shù)，因此對產(chǎn)品質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，檢驗(yàn)項(xiàng)目更加細(xì)化。
