1、 引言
攀钢公司热电厂共有4台75 t/h锅炉，主要为汽轮发电机组和汽轮鼓风机组供给蒸汽，部分还供给炼铁高炉及炼钢转炉生产用汽。75 t/h锅炉的汽包规格为∮1600×9482×46 mm.汽包主体材质为20 g(YB182 - 63)。2001年8月，市锅炉压力容器检验所在对4*锅炉汽包进行定期检验中，超声波探伤
发现汽包东侧封头环焊缝有三处超标缺陷A、B、C，缺陷A:长度380 mm，埋藏深度37 mm;缺陷B：长度65 mm，埋藏深度37 mm;缺陷C：长度370 mm，埋藏深度38 mm(注：三处缺陷的埋藏深度均为由内表面一外表面)。此三处缺陷己超标．危及锅炉安全运行．必需及时进行处理。
2、汽包焊缝缺陷原因分析
汽包焊缝缺陷产生的原因主要有以下几方面：
2.1 锅炉制造中的原始缺陷
该锅炉制造时间为六七十年代，制造时受当时技术水平、检验水平和设备装备水平的限制，而且由于当时的社会环境和社会条件，制造中的缺陷无法及时发现。
2.2 锅炉生产运行中的影响
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生物质颗粒燃料
生物质锅炉
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适应物料：≤12mm生物质颗粒燃料
设备类型：家用生物质燃料锅炉
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适应物料：生物质颗粒燃料
设备类型：生物质锅炉
75 t/h锅炉有相当部分的蒸汽需要供给高炉炼铁和转炉炼钢，锅炉的生产运行受外在因素制约较大，运行方式特殊，开、停频繁。汽包焊缝承受压力和疲劳力，导致汽包焊缝的缺陷产生。
2.3 锅炉水处理不当的影响
锅炉的水处理方式为炉外水处理，锅炉用水是经钠离子交换器处理后的软水。如果软水处理不符合要求，造成锅炉水质不合格，软水中的钠离子将对汽包焊缝造成腐蚀。
2.4 锅炉汽包内部处理时造成的缺陷
根据《电力工业锅炉安全监察规程》及厂锅炉检修规程，锅炉应定期停炉进行大、中修。而且，由于特殊的运行方式，锅炉的运行缺陷较多，必要时需停炉检修。锅炉检修时，汽包内部缺陷处理过程中，如：拆除内部装置、更换汽包内部件、除锈处理、焊接处理等，由于种种原因，造成焊缝的表面缺陷而又未能及时得到处理，将导致焊缝缺陷的扩展和延伸。
3、锅炉汽包焊缝缺陷的处理
3.1 焊缝缺陷的确定
根据焊缝超声波探伤反映的缺陷情况，三处超标缺陷均为线性缺陷。故首先用超声波探伤方法对缺陷部位进行复查，再采用X射线探伤方式对焊缝缺陷进行精确定位，将焊缝的具体位置、埋藏深度、实际长度等进行最后的确认，并做好记录。
3.2 焊缝缺陷的清除及坡口制作
3.2.1 焊缝缺陷的清除
根据超声波复查及X射线确定的缺陷位置、埋藏深度等情况，用磨光机将缺陷位置的原焊缝打磨掉，打磨的范围是：打磨长度是原缺陷长度的两端各延伸50 mm(即：如果原缺陷长度为370mm，则缺陷打磨的长度为470 mm)，打磨宽度原则上是原缺陷焊缝的宽度，但不能伤及锅炉汽包本体金属。
3.2.2 焊缝缺陷清除的确认
焊缝缺陷在打磨清除的过程中，应分层进行确认。打磨深度每达到2 mm时，用磁粉探伤或表面渗透探伤的方法进行确认，直至缺陷打磨清除干净。最后，用X射线探伤的方法进行确定。
3.2.3 焊缝坡口的制作
为保证焊接质量和降低焊接应力，焊缝坡口采用“U”型坡口。坡口制作时，在缺陷位置处沿焊缝长度方向打磨成缓坡形，坡口根部半径R> 30mm;坡口宽度应超过原焊缝3 mm,深度依缺陷深度而确定。但不得超过原壁厚2/3,即：30 mm;坡口的长度为缺陷清除时的长度。坡口在制作过程中，其质量要求是：应尽量避免切割汽包本体金属，切削时不得使金属受氧化；坡口制作时，不得在清除部位有沟槽棱角，要修成圆滑过渡。
3.3 焊缝缺陷的处理
锅炉汽包焊缝的处理方法通常采取焊接修理的方法，根椐锅炉汽包焊缝的缺陷情况，焊接处理方法选择手工电弧焊进行修理，其内容如下：
3.3.1 焊接准备
(1)焊接设备的选用
汽包焊缝缺陷处理的焊接设备选用ZX7 - 630S型直流电焊机，采取直流反接方式，以保证焊接质量。
(2)焊接材料的选用
焊接材料选用E5015低氢型电焊条，焊条直径为C14 mm。焊条使用前与烘箱内经350~450℃焙烘1~2 h．放置在100~150℃的保温筒内．随取随用。
(3)焊接前将焊缝附近30 mm范围内的油污、铁锈、氧化物、油漆等杂物清洗干净，并用丙酮将施焊区域擦拭干净。
3.3.2 焊接工艺
(1)焊前预热
根据锅炉汽包的结构型式，为保证汽包缺陷处理的焊接质量，需要在焊接前进行预热处理，焊前预热方式采取局部预热的方式。焊接热处理的设备选用DWK -A型电脑温控仪，该设备具有加热范围宽(0—1 000℃)、温控点多（6点）、灵敏度高等特点。局部预热时用宽度为300 mm的辐射型热电偶覆盖在焊缝上，加热的长度为缺陷消除打磨长度的两端各延长150 mm，预热温度为150~ 200℃．且符合DL440 - 91《在役电站锅炉汽包检验、评定及处理规程》的标准。
(2)焊条规范参数
焊条直径：4 mm 焊接电流：140~180A
焊接电压：20~ 25 V 焊接速度：10 m/h
(3)焊接时分打底焊及正式焊。打底焊以及正式焊均选用f14 mm的电焊条。焊接时采用多层多道焊，施焊时应连续进行，不得中断；焊缝层间温度不低于预热温度，各层（道）焊缝的接头应错开，以减少焊接残余应力。
(4)每层（道）焊接完毕，必须清理干净药渣，检查无焊接缺陷（裂纹、夹渣、气孔、焊瘤等），并确认后才能进入下道工序。
3.3.3 焊后热处理
(1)焊接完毕，立即采用焊前预热的方法对焊缝施焊部位进行加热，加热温度控制在300~ 350℃．加热时间以3~4 h为宜．其目的是对焊缝进行消氢处理。消氢处理的长度和宽度要求，均与焊前预热的范围相同。
(2)消氢处理后，用电加热方法对焊缝进行550~ 650℃的消除焊接应力的热处理，保温时间控制在Sh，然后缓冷至室温。保温材料选择为硅酸盐保温板材。
(3)消除应力热处理时，在补焊区的加热温度不允许冷却到150℃以下。
(4)焊后热处理时，加热温度均匀，升降温度均要小于135℃。
3.4 焊接质量检验 为保证汽包焊缝的焊接修理质量，焊接完毕需
要对焊缝进行质量检验：
3.4.1 外观检查
焊接过程中，每层（道）焊缝焊接完毕，都要对焊缝进行外观检查，以确认焊缝的外观质量。外观检查质量要求是：
(1)焊缝表面应无焊接缺陷，如：气孔、夹渣、焊瘤、表面未熔合等。
(2)焊缝余高在0～3 mm范围内，咬边深度不大于0.5 mm，长度不超过焊缝的20%。
3.4.2 无损探伤
焊接完毕24 h后，对焊缝作无损探伤，探伤方法是：
(1)对焊缝进行100%的超声波探伤，探伤标准执行JB1152 - 81《锅炉钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》的规定，质量不低于I级为合格。
(2)超声波探伤合格后，依据DL440 - 91《在役电站锅炉汽包检验、评定及处理规程》第4. 22条规定，对焊缝进行25%的X射线探伤，其质量标准执行GB3323—87《钢熔化焊接接头射线照相和质量分级》，射线照相的质量要求不低于A、B级，焊缝质量不低于Ⅱ级为合格。
3.4.3 超声波和射线探伤合格后，对焊缝还应进行硬度测定，硬度测定的合格标准是：热处理后焊缝及热影响区金属有布氏硬度( HB)不应超过母材的布氏硬度值加100，且大于300。
3.5 对焊工的要求
3.5.1 施焊人员必须持有效的锅炉压力容器焊接合格证书，并有相应施焊部位的焊接合格项目，方可施焊。
3.5.2 实际施焊前，施焊人员应按照“焊接工艺指导书”的要求，进行模拟焊接，模拟焊接合格后，方可进行正式施焊。
3.5.3 焊接完毕，在施焊部位打上低应力的焊工钢印号。
4 结论
通过对4*锅炉汽包焊缝缺陷的原因分析和处理，不仅可以预防锅炉汽包焊缝缺陷的产生，而且采用手工电弧焊对汽包焊缝的缺陷进行处理是行之有效的方法。
