1、 引言
攀鋼公司熱電廠共有4臺75 t/h鍋爐，主要為汽輪發電機組和汽輪鼓風機組供給蒸汽，部分還供給煉鐵高爐及煉鋼轉爐生產用汽。75 t/h鍋爐的汽包規格為∮1600×9482×46 mm.汽包主體材質為20 g(YB182 - 63)。2001年8月，市鍋爐壓力容器檢驗所在對4*鍋爐汽包進行定期檢驗中，超聲波探傷
發現汽包東側封頭環焊縫有三處超標缺陷A、B、C，缺陷A:長度380 mm，埋藏深度37 mm;缺陷B：長度65 mm，埋藏深度37 mm;缺陷C：長度370 mm，埋藏深度38 mm(注：三處缺陷的埋藏深度均為由內表面一外表面)。此三處缺陷己超標．危及鍋爐安全運行．必需及時進行處理。
2、汽包焊縫缺陷原因分析
汽包焊縫缺陷產生的原因主要有以下幾方面：
2.1 鍋爐制造中的原始缺陷
該鍋爐制造時間為六七十年代，制造時受當時技術水平、檢驗水平和設備裝備水平的限制，而且由于當時的社會環境和社會條件，制造中的缺陷無法及時發現。
2.2 鍋爐生產運行中的影響
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生物質顆粒燃料
生物質鍋爐
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適應物料：≤12mm生物質顆粒燃料
設備類型：家用生物質燃料鍋爐
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適應物料：生物質顆粒燃料
設備類型：生物質鍋爐
75 t/h鍋爐有相當部分的蒸汽需要供給高爐煉鐵和轉爐煉鋼，鍋爐的生產運行受外在因素制約較大，運行方式特殊，開、停頻繁。汽包焊縫承受壓力和疲勞力，導致汽包焊縫的缺陷產生。
2.3 鍋爐水處理不當的影響
鍋爐的水處理方式為爐外水處理，鍋爐用水是經鈉離子交換器處理后的軟水。如果軟水處理不符合要求，造成鍋爐水質不合格，軟水中的鈉離子將對汽包焊縫造成腐蝕。
2.4 鍋爐汽包內部處理時造成的缺陷
根據《電力工業鍋爐安全監察規程》及廠鍋爐檢修規程，鍋爐應定期停爐進行大、中修。而且，由于特殊的運行方式，鍋爐的運行缺陷較多，必要時需停爐檢修。鍋爐檢修時，汽包內部缺陷處理過程中，如：拆除內部裝置、更換汽包內部件、除銹處理、焊接處理等，由于種種原因，造成焊縫的表面缺陷而又未能及時得到處理，將導致焊縫缺陷的擴展和延伸。
3、鍋爐汽包焊縫缺陷的處理
3.1 焊縫缺陷的確定
根據焊縫超聲波探傷反映的缺陷情況，三處超標缺陷均為線性缺陷。故首先用超聲波探傷方法對缺陷部位進行復查，再采用X射線探傷方式對焊縫缺陷進行精確定位，將焊縫的具體位置、埋藏深度、實際長度等進行最后的確認，并做好記錄。
3.2 焊縫缺陷的清除及坡口制作
3.2.1 焊縫缺陷的清除
根據超聲波復查及X射線確定的缺陷位置、埋藏深度等情況，用磨光機將缺陷位置的原焊縫打磨掉，打磨的范圍是：打磨長度是原缺陷長度的兩端各延伸50 mm(即：如果原缺陷長度為370mm，則缺陷打磨的長度為470 mm)，打磨寬度原則上是原缺陷焊縫的寬度，但不能傷及鍋爐汽包本體金屬。
3.2.2 焊縫缺陷清除的確認
焊縫缺陷在打磨清除的過程中，應分層進行確認。打磨深度每達到2 mm時，用磁粉探傷或表面滲透探傷的方法進行確認，直至缺陷打磨清除干凈。最后，用X射線探傷的方法進行確定。
3.2.3 焊縫坡口的制作
為保證焊接質量和降低焊接應力，焊縫坡口采用“U”型坡口。坡口制作時，在缺陷位置處沿焊縫長度方向打磨成緩坡形，坡口根部半徑R> 30mm;坡口寬度應超過原焊縫3 mm,深度依缺陷深度而確定。但不得超過原壁厚2/3,即：30 mm;坡口的長度為缺陷清除時的長度。坡口在制作過程中，其質量要求是：應盡量避免切割汽包本體金屬，切削時不得使金屬受氧化；坡口制作時，不得在清除部位有溝槽棱角，要修成圓滑過渡。
3.3 焊縫缺陷的處理
鍋爐汽包焊縫的處理方法通常采取焊接修理的方法，根椐鍋爐汽包焊縫的缺陷情況，焊接處理方法選擇手工電弧焊進行修理，其內容如下：
3.3.1 焊接準備
(1)焊接設備的選用
汽包焊縫缺陷處理的焊接設備選用ZX7 - 630S型直流電焊機，采取直流反接方式，以保證焊接質量。
(2)焊接材料的選用
焊接材料選用E5015低氫型電焊條，焊條直徑為C14 mm。焊條使用前與烘箱內經350~450℃焙烘1~2 h．放置在100~150℃的保溫筒內．隨取隨用。
(3)焊接前將焊縫附近30 mm范圍內的油污、鐵銹、氧化物、油漆等雜物清洗干凈，并用丙酮將施焊區域擦拭干凈。
3.3.2 焊接工藝
(1)焊前預熱
根據鍋爐汽包的結構型式，為保證汽包缺陷處理的焊接質量，需要在焊接前進行預熱處理，焊前預熱方式采取局部預熱的方式。焊接熱處理的設備選用DWK -A型電腦溫控儀，該設備具有加熱范圍寬(0—1 000℃)、溫控點多（6點）、靈敏度高等特點。局部預熱時用寬度為300 mm的輻射型熱電偶覆蓋在焊縫上，加熱的長度為缺陷消除打磨長度的兩端各延長150 mm，預熱溫度為150~ 200℃．且符合DL440 - 91《在役電站鍋爐汽包檢驗、評定及處理規程》的標準。
(2)焊條規范參數
焊條直徑：4 mm 焊接電流：140~180A
焊接電壓：20~ 25 V 焊接速度：10 m/h
(3)焊接時分打底焊及正式焊。打底焊以及正式焊均選用f14 mm的電焊條。焊接時采用多層多道焊，施焊時應連續進行，不得中斷；焊縫層間溫度不低于預熱溫度，各層（道）焊縫的接頭應錯開，以減少焊接殘余應力。
(4)每層（道）焊接完畢，必須清理干凈藥渣，檢查無焊接缺陷（裂紋、夾渣、氣孔、焊瘤等），并確認后才能進入下道工序。
3.3.3 焊后熱處理
(1)焊接完畢，立即采用焊前預熱的方法對焊縫施焊部位進行加熱，加熱溫度控制在300~ 350℃．加熱時間以3~4 h為宜．其目的是對焊縫進行消氫處理。消氫處理的長度和寬度要求，均與焊前預熱的范圍相同。
(2)消氫處理后，用電加熱方法對焊縫進行550~ 650℃的消除焊接應力的熱處理，保溫時間控制在Sh，然后緩冷至室溫。保溫材料選擇為硅酸鹽保溫板材。
(3)消除應力熱處理時，在補焊區的加熱溫度不允許冷卻到150℃以下。
(4)焊后熱處理時，加熱溫度均勻，升降溫度均要小于135℃。
3.4 焊接質量檢驗 為保證汽包焊縫的焊接修理質量，焊接完畢需
要對焊縫進行質量檢驗：
3.4.1 外觀檢查
焊接過程中，每層（道）焊縫焊接完畢，都要對焊縫進行外觀檢查，以確認焊縫的外觀質量。外觀檢查質量要求是：
(1)焊縫表面應無焊接缺陷，如：氣孔、夾渣、焊瘤、表面未熔合等。
(2)焊縫余高在0～3 mm范圍內，咬邊深度不大于0.5 mm，長度不超過焊縫的20%。
3.4.2 無損探傷
焊接完畢24 h后，對焊縫作無損探傷，探傷方法是：
(1)對焊縫進行100%的超聲波探傷，探傷標準執行JB1152 - 81《鍋爐鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷》的規定，質量不低于I級為合格。
(2)超聲波探傷合格后，依據DL440 - 91《在役電站鍋爐汽包檢驗、評定及處理規程》第4. 22條規定，對焊縫進行25%的X射線探傷，其質量標準執行GB3323—87《鋼熔化焊接接頭射線照相和質量分級》，射線照相的質量要求不低于A、B級，焊縫質量不低于Ⅱ級為合格。
3.4.3 超聲波和射線探傷合格后，對焊縫還應進行硬度測定，硬度測定的合格標準是：熱處理后焊縫及熱影響區金屬有布氏硬度( HB)不應超過母材的布氏硬度值加100，且大于300。
3.5 對焊工的要求
3.5.1 施焊人員必須持有效的鍋爐壓力容器焊接合格證書，并有相應施焊部位的焊接合格項目，方可施焊。
3.5.2 實際施焊前，施焊人員應按照“焊接工藝指導書”的要求，進行模擬焊接，模擬焊接合格后，方可進行正式施焊。
3.5.3 焊接完畢，在施焊部位打上低應力的焊工鋼印號。
4 結論
通過對4*鍋爐汽包焊縫缺陷的原因分析和處理，不僅可以預防鍋爐汽包焊縫缺陷的產生，而且采用手工電弧焊對汽包焊縫的缺陷進行處理是行之有效的方法。
