1、前言
大型高压蒸汽锅炉安装过程中，高温过热器是其核心部件，而过热器蛇形管焊接质量直接影响到锅炉水压试验的一次成功及锅炉正常运行，因而确保过热器蛇形管焊接质量显得特别重要。
2005年，我公司承建了巴陵石化有限公司的一台UG2 2 0／10. 3-M型高压蒸汽锅炉，该锅炉蒸汽出力220 t/h，额定出口蒸汽压力10.3MPa。 I，II级高温过热器蛇形管焊口总数840个，材质为12CrlMoV。焊接按照《电力建设施工及验收技术规范》（火力发电厂焊接篇）（DL5007-92）施工和验收。焊接方法采用全氩弧焊接。由于蛇形管布置密集（各管之间间隙仅为25mm），加之高空作业，焊接姿势受到限制，焊接难度较大。为了保证蛇形管焊接质量，项目部组织组攻关，特制定了相应的焊接控制措施，并遵照执行，使蛇形管焊接质量得以保证，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质锅炉。
2、焊工培训及资质
针对蛇形管焊接特点，对从事该部件焊接的焊工事先进行单人左右手内填丝氩弧焊和双人配合内填丝氩弧焊操作培训。并进行障碍模拟试焊合格后才可进行正式焊接作业。
参加蛇形管焊接的焊工，应按“锅炉压力容器焊工考试规则”及本单位焊工考试管理制度的要求，经规定的基本知识和操作技能考试合格后凭取得所承担相应项目的合格证在有效期内进行焊接，不得“超期”或“无证”上岗。
3、材料与焊材
为了保证组对时不产生组对应力，我们对过热器蛇形管管口及集箱管口尺寸全部进行测量检查，超出规范要求的必须经矫正合格后方可使用；考虑到过热器集箱、蛇形管材质均为合金钢，其热强度要求高，为了避免锅炉制造时可能出现的材质混淆现象，对其进行100%光谱分析复查。同时按照规范要求对焊材进行100%复检。下列情况的材料和焊材不得使用：
(1)质量证明书与实物不一致；
(2)牌号、标号或其它标识与实物不一致；
(3)经检验或复验不合格。
4、焊接工艺
焊前公司己提供了所需焊件的全套工艺评定( PQR)和焊接工艺规程(WPS)，为了保证施工中执行PS准确无误，在现场我们针对蛇型管的焊接难度和质量要求，按确定的过程制定详细的焊接工艺措施。抽调6名担任蛇形管焊接的焊工，将人员按照3组进行择优搭配组合后，在试焊棚内对蛇形管按照不同的焊接工艺进行模拟试焊。选用全部合格的一组的焊接工艺作为正式焊接工艺。
同时由焊接工程师按照焊接工艺评定和有关规范编制详细的焊接作业指导书，规定相应的组对坡口要求、间隙要求、焊接位置、焊接方法、焊前预热、焊材选用、层间温度、焊接层数、施焊电流、施焊电压、氩气流量、焊接速度、焊后热处理、焊工资格、检验要求以及对其焊接障碍的特别工艺措施。
5、焊接用设备
在焊接中，采用的氩弧焊机和焊口热处理装置应齐全、完好，所使用的电流表、电压表、压力表、点式测温仪和温控仪表必须在校验期内，氩气胶管内部必须清理干净。实践证明，气孔主要是由焊把漏气和胶管中的水分引起的。
6、组对
高温过热器蛇形管焊接施工为高空作业，空间受到限制，且所有焊口均为固定口，使得组对较为困难，集箱短管与45°弯管组对时往往出现一边有间隙，另一边无间隙现象。在无间隙一侧易出现未焊透，影响焊接质量。为了保证组对口符合要求，我们采取如下措施：
(1)先组对集箱两侧短管与45°弯管焊口，再组对中间直管焊口。
(2)事先对制造尺寸超出要求的管口进行矫正。
(3)加强组对检验控制，所有焊口组对必须经专人检查合格后才可进行焊接，且必须做好记录。
7、焊接
针对蛇形管施焊过程中存在的问题，通过对缺陷的原因分析，在的焊接过程中采取如下几项措施：
(1)编制切实可行的《高温过热器蛇型管焊接工艺
标准》，施焊过程中严格遵循焊接工艺流程。
(2)组对前应将管口表面及内壁的油、锈、漆等污物清除干净，直到全部露出金属光泽，清理宽度每侧为15--20mm同时对变形较大的管口进行校正，避免焊口产生组对应力而引起根部裂纹，同时消除未焊透现象。
(3)采用高纯度氩气(纯度大于99.95%)，流量控制适中10～12 L／m随时检查氩弧焊枪气路胶管中是否存有水份，同时对焊炬喷嘴内部清理干净。氩气瓶和焊机不宜与施焊操作点距离过远。
(4)熄弧应在坡口边缘，熄弧要迅速，弧坑要填满
(5)点固焊缝要够厚够长；
(6)管口切割尽量采用机械加工；如果采用气割，割前应预热，割后应保温缓冷，然后进行打磨，以磨去表面淬硬层及过热金属，打磨深度不小于3mm并用着色法检查，确认合格后才允许组对焊接。
(7)组对焊接必须在搭设的防风棚内进行，集箱上其余敞开的接管口全部采用塑料胶带纸封闭，防止穿堂风。
(8)对口的根部点固焊应与正式施焊时的焊接工艺相同；考虑到工作的方便，点固焊及打底焊预热采用大火焰加热器进行加热，预热温度250～350℃，由专人确认达到预热温度后，方准进行焊接，以防止点固焊产生裂纹，在焊接到点固焊时，应去除点固焊。
(9)购置点式测温计，严格控制层间温度250～300℃，在焊接过程中，如果层间温度未达到上述要求，重新加热，直至达到要求，才可焊接。
(10)焊接开始后，应连续焊完，若被迫中断，应根据工艺要求采取防止产生裂纹的缓冷保温措施；再焊时应仔细检查，并确认无裂纹后，方可按原工艺要求，重新预热继续施焊。
(11)为了防止延迟裂纹，焊后及时进行保温缓冷，保温材料用6=50mm的硅酸铝玻璃棉，保温宽度为焊缝两侧各300mm并设专人对保温宽度及捆绑质量进行检查确认。
(12)建立自检、互检和专检质量检查制度，加强过程质量控制，对I、II级过热器蛇形管画出焊口布片图，做到焊工代号和焊口位置一一对应起来，以保证每道焊口均具有可追溯性。
(13)加强施工工序管理：两侧每组焊完1片蛇形管后就进行探伤检查，发现问题，及时查明原因并进行整改。使焊接过程始终处于受控状态，以确保蛇形管的焊接质量。
(14)制定奖罚制度，提高职工质量意识。
8、检验
高温过热器蛇形管所有焊口都是固定焊口，且均为障碍焊，考虑到刚刚施焊时焊工手法不太适应，因此，此时的拍片率要高于规定比例，待焊接质量稳定后，再稍降低拍片比例，但总体比例必须满足规定要求，另外拍片时尽量挑选难度较大，施焊自由度小的地方进行，且探伤应覆盖每一个焊工，以充分保证焊接质量。
由于在本工程焊接过程中各程序控制严格、措施得当，焊接质量得到了有效控制，最终焊接一次合格率达到了98.20张数比），合格率100%。锅炉水压试验一次成功，锅炉一直正常运行至现在均符合各项要求。
9、结论
高温过热器蛇形管焊接是锅炉施工中施焊条件最苛刻，难度最大，要求最高，焊接质量不易保证的环节。通过本文以上分析可以发现，只要在焊接过程中做好如下三个方面，就能够有效地控制焊接质量，保证锅炉水压试验的一次成功及正常运行。
9.1针对特点，完善焊接工艺
由于焊接工艺评定与施工现场实际环境及操作条件区别，焊前必须进行模拟施焊，并针对高温过热器蛇形管焊接特点，专门编制《高压蒸汽锅炉高温过热器蛇形管焊接工艺标准》，对参与施工人员进行相应交底培训。
9.2强化施工机具检验
施工前对焊接过程中采用的氩弧焊机、电流表、电压表、压力表、点式测温仪、焊口热处理装置和温控仪表必须详细校验检查，随时对氩气胶管内部水份及杂物清理干净。检验不合格的不得用于施工。
9.3严格执行焊接工艺规定，加强过程控制
建立自检、互检和专检质量检查制度，每道工序派有专人检查，并必须做好记录。检查不合格不得进行下道工序，尤其对于焊口组对、焊前预热、焊接过程、焊后缓冷、焊接检查等关键因素进行严格控制；同时对I、I级过热器蛇形管画出焊口布片图，做到焊工代号和焊口位置均一一对应起来，以保证做到每道焊口具有可追溯性，质量始终处于受控状态。及时对出现的问题进行分析，并制定补充措施。实践表明，加强蛇形管组焊过程中的各程序施工记录管理，对于焊接质量控制有良好的效果，富通新能源不但生产销售生物质锅炉，而且还大量销售木屑颗粒机压制的杨木木屑生物质锅炉燃烧。
