运用科学合理的焊接工艺确保P材料的焊接质量

1运用科学合理的焊接工艺确保P材料的焊接质量一.小组简介小组成员概况表课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 名称保证超超临界塔式锅炉T23水冷壁焊接质量起止时间2008.1～2009.12小组类型攻关型序号姓名年龄文化程度组内职务岗位/技术等级TQC教育时间组内分工1张志华49本科组长总工/工程师200全面控制2缪吉28本科副组长副总工/工程师210技术指导3王轶28本科副组长副总工/工程师190技术指导4汪建明48大专组员工程师180质量管理5丁德林25本科组员焊接/助工180焊接工艺制定6陈永强25大专组员热处理/助工140热处理工艺制定7赵德鸿23大专组员金属试验室/技术员90试验8董建平50中专组员Ⅱ级质检员/工人80质量控制9费忠45中专组员Ⅱ级质检员/技师80质量控制10曾鸿45中专组员Ⅱ级质检员/工人150质量控制平均35150制表人：丁德林制表时间：2008.01.15第1页/共24页T23（HCM2S）是日本三菱重工株式会社和住友公司联合开发的新型锅炉用钢，是在T22钢的基础上，吸收了钢102的优点改进而成的。由于T23的高温持久强度较T22有了较大了提高并由于C含量的降低，加工性能和焊接性能有了较大的改善，故近年来T23钢在国内外得到了广泛的应用。目前国内T23主要应用于受热面管系，随着近年来塔式超超临界锅炉在国内的应用，T23钢开始在膜式水冷壁上的应用，T23应用于膜式水冷壁后，在制造和运行后均发生了一些问题，在宁海、外高桥的膜式水冷壁运行中频发爆管、泄漏事故。统计结果表明，泄漏区域主要集中在拘束应力较大区域的刚性过渡梁、填板、小嵌板与水冷壁管之间的角焊缝，裂纹均发生在收弧、焊接成型不佳、焊接缺陷处。泄漏处典型位置和形貌如图1、图2所示。二.选题理由第2页/共24页运行过程中的泄露：图1鳍片角焊缝泄漏图2螺旋段水冷壁填板焊缝泄漏第3页/共24页T23焊材价格昂贵，返修成本较高鉴于大量工程出现的T23爆管，我们应吸取 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 教训，改进、完善工艺，保证焊接质量及机组安全稳定运行。分析产生爆管的原因,保证焊接质量。返修焊口会影响工程进度和总体合格率T23大量爆管，影响机组的安全稳定运行T23爆管使得电厂蒙受巨大的经济损失。T23钢焊接接头的大量爆管，造成了主要以下方面的影响，鉴于多台锅炉发生裂纹的普遍性，因此找处裂纹产生原因并进行分析，制定合理的焊接、热处理措施，对于确保超超临界锅炉安全、稳定运行具有十分重要的意义。第4页/共24页T23钢焊接接头产生裂纹或泄漏的部位主要集中于制造和安装过程中拘束度较大，经过了多次焊接热过程，包括T23钢管与鳍片钢板、嵌板及刚性梁的焊接造成的应力集中较为严重的部位。我们对多项工程中的泄露点做了统计：三.现状调查结论：从饼形图可以看出，影响质量的主要问题为鳍片与管子角焊缝焊接质量引发爆管，累计为79%。第5页/共24页四、指定目标及可行性分析保证超超临界百万机组螺旋水冷壁T23焊接质量，以保证机组的安全稳定运行，并同时通过分析造成缺陷的原因，避免同样的问题重复出现。争取机组运行过程中T23无因现场焊接质量而引发爆管的事故发生。（一）活动目标第6页/共24页制图：丁德林时间：目标能够顺利完成◆邀请上海电建及上海锅炉厂专家进行讲座学习，查阅和借鉴以往的施工经验，采用施工工艺，结合本项目的特点，精心组织，合理安排◆施工中，选用工作细心的技术干部和具有丰富经验技术全面的焊接施工人员，不断加强培训学习，提高工作水平和质量意识,在施工中不断的发现问题，解决问题，对现场进行全过程跟踪指导和质量控制◆项目管理中，运用全面质量管理 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，建立工序质量责任卡，制定严格的工地“三检”制度，细化各项施工 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，发现问题及时解决纠正，并补充到施工方案中予以 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化（二）可行性分析第7页/共24页焊接顺序未按要求施工结构应力过大，未采取措施减小焊接工艺不当未进行消除应力热处理对鳍片焊接质量不重视人机料法环鳍片与管子角焊缝焊接质量五、要因分析550℃时效脆性再热裂纹倾向焊机性能不稳定电流表计量不正确环境温度过低、湿度过大挡风措施未做好第8页/共24页从因果分析图中可以看出，影响鳍片与管子角焊缝焊接质量因素有多条，根据现场实际，对末端原因进行要因确认，见下表：六、要因确认序号末端因素要因确认结论1焊接顺序未按要求施工现场焊接施工人员未能深刻认识到正确的焊接顺序的重要性及内容，在过程中不能严格按照要求进行施工，责任心欠缺√2对鳍片焊接质量不重视现场焊接施工人员及质检员对鳍片焊接质量的轻视，在焊接过程中及焊后，不注重焊接质量及表面成型。责任心欠缺。√3电流表计量部正确焊接过程中，设备的不稳定及由于施焊处与设备放置处间距过大，电源电缆线过长造成实际电力与电流表显示有较大误差。×4550℃时效脆性T/P23钢时效倾向在550℃时最为明显，而在550℃的时效过程特点是：在开始运行的3000h内，时效发生得最剧烈，在随后的时间里，时效引起的韧度降低速率就开始按指数递减，1万h以后几乎已经稳定，看不到韧度再有明显的降低。而T/P23的设计开发设计的目标使用温度就是500~550℃，在这个温度区间内的时效倾向应当给与足够的重视。√5再热裂纹倾向T23具有较大的再热裂纹敏感性。其敏感区间为580℃~750℃，最敏感温度为650℃附近。而水冷壁在加工制造、安装运行中的不当亦可能使得管壁超温达到T23的再热裂纹敏感区间内。√6未进行消除应力处理超超临界膜式水冷壁这样大而薄的平面形构件实施热处理不仅难度大，而且构件在受热后极易产生扭曲变形，这种变形产生后市极难矫正的，但T23是有一定的焊接冷裂纹倾向，并焊后消除应力处理也是必要的。√第9页/共24页序号末端因素要　　因　　确　　认结论7结构应力过大，未采取措施减小由于结构本身的原因，造成应力过大，再加上焊接过程中产生的焊接残余应力的附加，使得在应力集中处，焊缝容易泄漏。√8环境温度过低、湿度过大焊接过程中环境温度过低、湿度过大使得焊缝冷却速度过快和H含量增大增加了焊缝冷裂纹倾向。×9挡风措施未做好焊接过程中挡风措施未做好，使得氩弧焊是氩气保护效果不良，造成焊接缺陷。×制表：丁德林　制图时间：2008.02结论：经过讨论分析，要因共有6条。通过以上各方面的分析，我们最后得出结论：焊接缺陷集中在材料本身、焊接及热处理工艺、锅炉本身结构设计及运行导致了泄露的产生。第10页/共24页七、制定对策对策表一序号要因对策目标采取措施负责人地点时间1焊接顺序未按要求施工对现场施工人员进行强化培训，及要求现场鳍片焊接顺序按照要求焊接制定鳍片焊接顺序要求，并现场编号进行按号施焊，并加强现场监督及焊工自身培训，强化意识丁德林、费忠、曾鸿现场全过程2对鳍片焊接质量不重视加强焊工培训及现场质检力度焊缝表面成型良好，减少应力集中制定焊接工艺要求，加强现场监督及焊工技能培训。丁德林、费忠、曾鸿现场全过程3550℃时效脆性控制焊接工艺参数，避免材料再经历次敏感区间避免产生由于焊接热输入而引起的热裂纹制定焊接工艺要求，强化焊接热输入的严格控制，加强现场监督。丁德林现场全过程4再热裂纹倾向丁德林现场全过程制表：丁德林时间：2008.03.08第11页/共24页对策表一序号要因对策目标采取措施负责人地点时间5未进行消除应力处理对现场鳍片进行消除应力处理进一步消除鳍片处应力，减少此处爆管诱发因素制定鳍片焊接热处理工艺，对鳍片处进行消除应力热处理陈永强现场全过程6结构应力过大，未采取措施减小对应力过大处进行处理，减小应力集中减少结构应力集中对结构应力集中处，打磨应力孔和应力槽，以减小此处的应力集中费忠、曾鸿现场全过程制表：丁德林时间：2008.03.08第12页/共24页实施一八:对策实施水冷壁T23管焊接工艺控制（1）T23小口径管壁厚在8mm以下采用全氩工艺时，经焊前预热焊后适当保温缓冷处理后其冲击韧性可以满足要求。因此我们对于百万机组中螺旋段水冷壁的小口径薄壁T23管应采用全氩工艺。不仅是为了保证焊接质量，亦是由于膜式水冷壁管与管之间间隙过小而保证焊接可操作性的要求。（2）焊前用氧气—乙炔中性火焰进行预热，预热温度为150-200℃。焊接时将焊接电流控制在焊接工艺要求范围内(焊接典型参数如下表)，采用小线能量、快速连弧、小摆幅、薄焊层（2~3mm）、多层多道焊的方式进行焊接。层间温度不超过300℃。保证焊缝表面成型，避免焊接缺陷。（3）完成焊接后立即用火焰加热进行后热，后热温度为300-400℃，加热时间不少于10分钟。完成后热后覆盖硅酸铝保温棉进行缓冷。焊层、道焊接方法焊丝电流范围电压范围(V)焊接速度范围（mm/min）层间温度（℃）层/道号单层单道焊缝尺寸（mm）焊丝牌号规格（mm）极性电流（A）1/13.0~3.2GTAWIP232.4DCSP95~10010~1241-48163~1832/12.0~3.0GTAWIP232.4DCSP95~10010~1229~33156~2393/12.0~3.0GTAWIP232.4DCSP105~11011~1323~29178~2204/22.0~3.0GTAWIP232.4DCSP95~10010~1218~21171~210第13页/共24页实施二T23管的鳍片和镶嵌块焊接工艺（1）超超临界塔式锅炉机组鳍片及镶嵌块的材质一般均为为SA387-Gr12CL1，为保证焊透，其密封焊接要求坡口双面焊接。焊接方法为手工电弧焊，采用焊条。（2）焊前用氧气—乙炔中性火焰进行预热，预热温度为150-250℃。焊接时亦应采用较小的焊接电流，多层多道焊的方式进行焊接层间温度不超过300℃。（3）完成焊接后立即用火焰加热进行后热，后热温度为200-400℃，加热时间不少于10分钟，加热范围为鳍片焊接长度。完成后热后覆盖硅酸铝保温棉进行缓冷。（4）T23管的镶嵌块应按要求双面坡口焊接，以保证焊透。焊接方法为手工电弧焊。镶嵌块焊接应在完成焊口射线检验且检验结果合格后进行。（5）镶嵌块焊接顺序为先焊接镶嵌块和鳍片的对接焊缝，镶嵌块的焊接部位必须打磨出坡口，镶嵌块和鳍片之间应焊透；然后再进行镶嵌块与T23管子之间焊接。镶嵌块焊接的起弧点和收弧点应位于鳍片上。镶嵌块焊接应该先焊接平行于管道的2条焊缝，之后再对垂直方向的进行焊接。焊前用氧气—乙炔中性火焰进预热，预热温度推荐为150-200℃。镶嵌块焊接时应将焊接电流控制在较小范围内，层间温度不超过300℃，每一面焊两层。（6）完成焊接后用火焰加热进行后热，后热温度为200-400℃，加热时间至少为10分钟，加热范围为镶嵌块全部焊缝及其周围50mm范围内。在进行鳍片和镶嵌块焊接时，若焊接中断应极力进行后热和并缓冷到室温，重新恢复焊接前应再次进行预热。焊后角焊缝应尽量减小增强高，保证焊缝圆滑过渡，减小应力集中。第14页/共24页实施三螺旋段水冷壁鳍片焊接顺序对于超超临界塔式锅炉螺旋段水冷壁转角处嵌入扁钢焊接顺序如下：（1）嵌入扁钢的焊接顺序优先原则建议如下：先焊每一块嵌入扁钢与管屏上的扁钢之间的对接焊缝，再焊嵌入扁钢与T23管子之间的角焊缝。（2）嵌入扁钢与T23管子之间的角焊缝焊接顺序如下：按图5所示先按1→2→3→4→5→6→7→8→9…的顺序焊接嵌入扁钢与T23管子之间的焊缝；再按A→B→C→D→E→F…的顺序焊接嵌入扁钢与T23管子之间的焊缝；然后按a→b→c→d→e…的顺序焊接嵌入扁钢与T23管子之间的焊缝，然后再按（1）→（2）→（3）→（4）…的顺序焊接嵌入扁钢与T23管子之间的焊缝，最后按（A）→（B）→（C）→（D）…的顺序焊接嵌入扁钢与T23管子之间的焊缝。在图中（A）、（B）…等处的嵌入扁钢事先一割为二，待所有嵌入扁钢与T23管子之间角焊缝全部完成并充分收缩变形后，最后完成此部位的扁钢对接焊缝。1）外1-2-3-4-5-6-7-8-2）里A-B-C-D3）里a-b…………4）里1-2-3-4-5-6-7-85）外A-B-C-D6）外a-b…………7）外A-B8）里A-B第15页/共24页T23水冷壁刚性梁和吊耳角焊缝焊接实施四（1）焊前应检查刚性梁和吊耳的质量,避免强制装配,装配时注意刚性梁和吊耳与管屏间隙小于等于2mm，如果局部出现间隙过大，需先在刚性梁和吊耳上进行堆焊，然后修磨到实际所需形状,如不符合要求，应待整改符合要求后方允许摆搭、施焊。（2）焊前清理去除焊接区域及其周围20mm范围内的油、锈、水等影响焊接质量的污物。装配点焊采用手工电弧焊。定位焊焊接工艺应与正常施工的焊接工艺相同。焊前预热至≥150℃。可以采用火焰方式移动加热，加热范围应包括焊接区域及其周围至少200mm。单次预热的待焊区域不得超过半小时的焊接工作量。采用手工电弧焊进行焊接.定位焊焊缝长度不小于10mm，焊前应按上述规定进行预热。如定位焊时预热有困难，可采用氩弧焊不预热，但此定位焊缝必须在正式焊接时清除干净。（3）焊前焊工应对定位焊缝进行外观检查。如发现缺陷应将缺陷清除后再进行产品焊接。采用手工电弧焊进行焊接时应采用多层、多道和小线能量焊接。焊接过程中应注意控制焊缝的成形,焊缝成形应平缓、圆滑过渡,尤其应注意不要出现咬边、焊缝成形突变等缺陷,以免产生应力集中。焊接过程中严格控制层间温度≤300℃。（4）焊后立即后热缓冷处理，采用火焰方式移动加热至200～300℃，保温10min。随后用石棉布等保温材料覆盖缓慢冷却至室温。第16页/共24页实施五采用热处理消除应力处理1.热处理工艺参数热处理温度为410±10℃，保温，升降温速度为300℃/h。加热板固定方法2.具体热处理做法为炉外侧加热，加热板采用带有吸附式磁钢的工装加热板，此加热板的柔度良好，可以根据水冷壁形状的变化而进行弯折，确保加热板和水冷壁紧密接触。根据我们试验数据得出，只对炉外侧贴附加热板进行加热，炉内侧的温度也能达到热处理工艺的要求。加热板贴到水冷壁以后，鳍片与加热板的间隙用铁塞块进行填充，通过铁塞块把加热板的热量传递给鳍片，这样管子和鳍片的温度很容易升到工艺所要求的范围，且温度也很容易均匀。如下图所示：3.把某一个需用热处理的区域，事先分隔几个小的热处理区域，并编号依次排列。热处理时，按顺序跳开依次进行热处理，减小一次热处理的范围，从而减小热变形的量。第17页/共24页螺旋段水冷壁部分受力结构件与受热面连接的填块，焊后应力较大，对于现场应力释放采取了开应力释放孔、槽措施来减少应力、减小应力集中。实施六第18页/共24页九:效果检查我们制定了以上诸多T23螺旋水冷壁防爆管措施。改措施在外高桥、漕泾等超超临界机组上的工程实际应用表明针对锅炉结构设计及材料本身等各方面引发因素，采取适当的焊接工艺和消应力措施，对防止水冷壁的泄漏有着积极的作用。减少了泄露点。使得现场无发生由于现场焊接质量问题而诱发的爆管事故发生。（见下表）泄露点对照表项目活动前第一循环后管子对接焊口5（现场安装2只、设备2只）2（设备）鳍片与管子角焊缝62（现场安装42只，设备20只）4（设备）刚性过渡梁与管子角焊缝7（现场安装5只，设备2只）2（设备）密封盒垫块与管子角焊缝5（现场安装1只，设备4只）1（设备）制表：丁德林　　　　　　　　　　　　　时间：2009.12第19页/共24页2、通过此次施工及QC活动，掌握了超超临界塔式螺旋水冷壁T23的焊接工艺特点，培养了一批技术人员和施工人员，为以后施工积累了经验，同时，通过活动，小组全体成员在质量意识、个人能力等方面均有不同程度的提高，详小组成员自我评价表。小组成员自我评价表评价项目自我评价活动前（分）活动后（分）质量意识34.5个人处理问题能力33.5TQC知识2.53团队精神24制表人：丁德林制表时间：2009.12第20页/共24页十:巩固措施1：制定《超超临界T23螺旋段水冷壁焊接工艺》2：制定《超超临界T23螺旋段水冷壁热处理工艺》第21页/共24页十一.总结和下一步打算超超临界塔式锅炉T23新型钢水冷壁泄漏的频发，引起了业内对T23钢的广泛关注和担忧，T23钢不为人知的一面开始显现。我们制定了以上诸多T23螺旋水冷壁防爆管措施。改措施在外高桥、漕泾等超超临界机组上的工程实际应用表明针对锅炉结构设计及材料本身等各方面引发因素，采取适当的焊接工艺和消应力措施，对防止水冷壁的泄漏有着积极的作用。但T23的爆管事故还是在多个工程中频发，也促使我们要进一步的了解此类材料，制定更加合理的措施来保证其焊接质量。第22页/共24页谢谢观看第23页/共24页