DL T734-2000 火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则

1J98备案号：7794—2000中华人民共和国电力行业标准DL／T734—2000火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则Technicalguideofweldingrepairforboilerdruminfossilfiredpowerplants2000-11-03发布2001-01-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布2前言本标准是根据原电力工业部1994年电力行业标准计划项目(技综［1994］42号)的安排而制定的。在我国在役电站锅炉汽包中，发现主焊缝、接管座焊缝存在超标缺陷，及运行中有的缺陷发生扩展的情况，汽包筒体也易发生腐蚀、局部疲劳损伤的情况。为了确保在役电站锅炉的安全运行，国内曾对几十台锅炉汽包进行过焊接修复，积累了一定经验。本标准是依据1996年《电力工业锅炉压力容器监察规程》，参照1982年《锅炉汽包缺陷检查处理的暂行规定》和1983年《锅炉汽包补焊技术要求》的有关规定编制而成的。本标准对汽包缺陷清除、焊接修复工艺及质量检验等作出了原则性规定，是指导性的行业标准。本标准的附录A、附录B、附录C都是提示的附录。本标准由中国电力企业联合会标准化中心提出并归口。本标准由东北电管局、东北电力科学研究院起草。本标准主要起草人：张秉昌、王世江、王瑞林。本标准由中国电力企业联合会标准化中心负责解释。目次前言1范围2引用标准3焊接修复前的准备4汽包焊接修复技术5焊后热处理6质量检验7技术文件附录A(提示的附录)汽包钢的成分、性能附录B(提示的附录)汽包钢焊接性资料附录C(提示的附录)焊条成分和性能1范围本标准规定了电站锅炉汽包主焊缝、接管座焊缝和人孔加强圈焊缝的缺陷，汽包筒体的腐蚀、局部疲劳等缺陷的清除，焊接修复，质量检验方法及标准。本标准适用于材质为碳钢、低合金钢，汽包壁厚小于或等于203mm发电用锅炉汽包的焊接修复。本标准也适用于汽包等用焊接方法的局部补强。锅炉集箱、火力发电厂热力系统压力容器的焊接修复也可参照本标准。本标准不适用于大面积的疲劳、应力腐蚀及蠕变裂纹的焊接修复。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文，本标准出版3时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB713—1997锅炉用钢板GB／T3323—87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB／T5117—1995碳钢焊条GB／T5118—1995低合金钢焊条GB11345—89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级DL438—2000火力发电厂金属技术监督规程DL440—91在役电站锅炉汽包的检验、评定及处理规程DL612—1996电力工业锅炉压力容器监察规程DL／T679—1999焊工技术考核规程DL5007—92电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇)DL／T5069—1996电力建设施工及验收技术规范(钢制承压管道对接焊接接头射线检验篇)JB1152—81锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤JB1609—83锅筒制造技术条件JB3144—82锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤JB4730—94压力容器无损探伤SD340—89火力发电厂锅炉压力容器焊接工艺评定规程3焊接修复前的准备3.1查明汽包所用钢材的牌号，应符合GB713的规定，并收集该钢材的焊接性资料。常用汽包钢的化学成分、机械性能及常用数据见附录A。汽包钢材的焊接性资料见附录B。3.2对汽包缺陷情况进行全面检验和复检时，应符合DL438、DL440的要求：a)应对需焊接修复的缺陷进行复检；b)当确认汽包缺陷必须焊接修复时，应对汽包进行全面检验；c)对各筒节和封头进行硬度测量。3.3焊接材料的选择和准备包括：a)焊接材料的选择应根据母材的化学成分、机械性能、焊接材料的工艺性能以及修复接头的设计要求和使用性能综合考虑，一般应选用修复部位原来使用的焊材，亦可按表1选用。b)焊接材料的质量应符合GB／T5117、GB／T5118或有关标准的规定，并有制造厂的产品合格证明文件。常用焊条、焊丝的化学成分、机械性能见附录C。c)修复前应对焊接材料进行严格的工艺性复核，必须确保其工艺性能良好，保管期超过一年的焊条不宜使用。d)当汽包与管接头为异种钢时，可以选用成分介于二者之间或与合金含量较低一侧相匹配的焊条或焊丝，汽包焊接修复不宜选用奥氏体不锈钢焊条或焊丝。表1汽包焊接修复选用焊材推荐表钢材牌号焊条氩弧焊丝型(牌号)号标准号牌号标准号420g、20KE4315(J427)GB5117TIGJ5022g、22K16Mn、19Mn5E5015(J507)(J507L)GB5117TIGJ5015MnVgE5515G(J557Mo、J557MoV)GB511814MnMoVgE7015D2(J707)E7015G(J707Ni)GB5118SA299E5515GGB511816MnNiMoAE5015G(J507CrNi)GB5118BHW35E6015GGB511818MnMoNbgE6015D1(J607)GB5118注：汽包焊接处刚性较大，需确保韧性时，可以选用强度等级低一级的焊条3.4凡无焊接工艺评定报告的汽包钢材，在修复前应按SD340的规定进行工艺评定，经批准后的焊接工艺评定报告作为制定焊接修复工艺的依据。3.5汽包焊接修复前，应根据缺陷的实际情况、焊接工艺评定报告、强度削弱、高温工况下筒体与吊架的强度计算结果，以及有关标准的规定，制定合理的焊接修复技术方案，并报省级电力锅炉监察机构批准后实施。3.6汽包修复前应按批准的焊接修复技术方案要求，认真做好焊前预热、焊后热处理的加热元件、电源、控温和测温等装置的准备，保证修复过程中长时间安全稳定地连续加热和保温，并能可靠地控制各部温度。3.7汽包修复前应进行焊接工艺验证试验及焊前练习。3.7.1焊接工艺验证试验及焊前练习应结合实际情况进行：a)试板材质类别与汽包钢材类别相同(按SD340标准分类)，试板厚度不小于40mm。b)焊材、开槽坡口形状及位置应与实际情况类同。c)焊接规范及工艺应与工艺评定报告相符。d)试板焊后可不进行热处理。e)焊后经外观检查、无损探伤和断口检查合格者，即认为焊接工艺验证合格。3.7.2参加修复的焊工必须按DL／T679的规定，经板状试样及相应位置考试合格，并在焊前按3.7.1的规定进行焊前练习。3.8修复前，汽包应与热力系统解列，防止汽水进入汽包。3.9修复汽包用的焊接设备、氩气流量表等均应完好，所用测温仪表、热电偶、电流表、电压表等应按计量法进行检定。3.10修复前应测量汽包筒体的挠度及圆度，并做好记录。4汽包焊接修复技术54.1缺陷清除4.1.1清除缺陷宜采用机械方法，也可以采用碳弧气刨，但不允许使用气割方法。当采用碳弧气刨清除缺陷时：a)宜采用直流电源反极性接法；b)根据缺陷尺寸选择适宜的碳棒，一般碳棒直径应比要求的刨槽宽度小2mm～4mm，通常使用的碳棒直径为6mm～10mm；c)碳弧气刨所用电流与碳棒直径的关系为：I=(30～50)d式中：I——碳弧气刨电流，A；d——碳棒直径，mm。d)压缩空气压力为0.4MPa～0.6MPa，并经过滤。e)缺陷较深或较宽时，应采取分段多层刨削的方法。f)采用碳弧气刨时应参照表2选定预热温度。g)缺陷清除后应用砂轮机将氧化层、渗碳层打磨掉，一般深度应不小于0.5mm，然后用着色法进行检验，确认缺陷已清除。表2汽包焊接修复预热温度推荐表钢号推荐预热温度钢号推荐预热温度20g100～15016MnNiMoA150～20022g100～15019Mn5100～15014MnMoVg150～200BHW35160～20018MnMoNbg150～180(大口径接管焊缝180～230)SA299100～1504.1.2汽包修复开槽的原则：a)在彻底清除缺陷和便于施焊的条件下，尽量减小槽的尺寸。b)同一部位，当纵环焊缝都要修复时，开槽和焊接的顺序应先纵缝后环缝。c)较长的缺陷应分段开槽焊接，一般每段长度不超过500mm～600mm为宜，应确保各槽端部相互重合不小于10mm。d)当条件许可时，距内壁表面近的缺陷从内表面开槽，距外壁表面近的从外表面开槽。e)槽两端及深度不同处均应采取斜坡过渡，斜坡角度以不大于30°为宜。槽底部应呈圆弧状，以利运条，相邻槽的距离应根据槽的宽度和深度确定，不宜太小，以防开裂。f)同一环缝一次开槽数量不宜太多，应考虑自重强度。4.1.3汽包内壁腐蚀损伤等，宜从汽包内壁清除缺陷。4.2焊接修复工艺4.2.1焊条烘焙焊条应按说明书规定进行烘焙。烘焙后放入保温筒中随用随取。强度等级较高的焊条(E70XX及以上)一般应当日烘焙，当日用完。4.2.2焊前预热6a)根据焊接工艺评定确定预热温度，也可参照表2选用。b)当环境温度较低或拘束较大时，预热温度应比表2的推荐值提高20℃～50℃。c)接管座与汽包异种钢焊接时预热温度应按较高的一侧选择。d)可以采用整体预热，也可采用整段预热的方法。预热宽度在修复处两侧每边应不少于汽包壁厚的3倍。接管座修复时的预热宽度应自管座焊缝起每侧不少于汽包壁厚的3倍。整段预热时的保温范围应每侧不少于汽包壁厚的5倍。e)当选用超低氢焊条进行修复时，经过焊接工艺评定合格后，可以免除预热或降低预热温度。f)当汽包壁厚大于34mm时，可参照5.2的要求控制预热的升温速度和各部温差。g)施焊过程中层间温度应不低于预热温度，且不高于400℃。4.2.3焊接顺序焊接顺序应为：先焊接汽包内壁，后焊接外壁；先焊接汽包纵向，次焊接环向；最后焊接接管座。4.2.4焊接规范及运条施焊时，所用焊接参数应符合焊接工艺评定的规定，在保证熔合良好的情况下尽量采用较小的焊接规范。焊条摆动的宽度应不大于焊条直径的2倍，厚度不大于焊条直径加1mm。4.2.5长深槽的焊接a)采用多层多道焊法，底层一般采用3.2mm焊条，施焊3～5层后可以用4mm焊条。对于不规整开槽，应采用小直径焊条先行填平补齐。b)汽包纵焊缝如有多处开槽时，应间跳进行焊接，环焊缝开槽采用双人对称焊接。c)焊道接头应相互错开。特别注意接头和收弧处的质量，收弧时应将熔池填满。d)对于填充量大的长深槽，必要时除底层和表层焊缝外，每道焊缝焊后可以立即进行锤击，锤头应呈圆弧状，锤痕应密布。e)应连续施焊及时后热，后热温度为350℃，保温2h。当被迫中断施焊，焊层高度又超过25mm时，应立即进行后热。f)当填充量较大，槽深又超过50mm时，为防止开裂，在焊至槽深的一半时可进行中间热处理。中间热处理的温度可与焊后热处理相同，也可以稍低，但不宜低于500℃。g)在修复过程中和中间热处理后，发现焊接缺陷应及时处理。4.2.6大面积浅槽的焊接修复和镶嵌a)采用多层多道焊，先用3.2mm焊条填平补齐，再用3.2mm或4mm焊条充填，各层焊道应相互垂直。b)当焊接面积较大时，应将修复处划分为若干小区，并间跳焊接，相邻小区的焊道方向应相互垂直，各层接头应错开。每道焊道焊后应立即进行锤击，以降低焊接残余应力。c)面形缺陷严重时也可将缺陷部位割除，用同质等厚钢板镶嵌的方法进行修复。——为避免应力集中，镶嵌钢板宜为圆形或椭圆形，并开双U形坡口。当镶嵌钢板为方形，则要求各角为圆角，其曲率半径应大于100mm。——宜选用比母材强度低一个等级的焊接材料。——采用钨极氩弧焊打底。——适当提高预热温度。——应选用较小的焊接规范，合理安排施焊顺序，增加锤击工艺，减少应力。——镶嵌焊缝填焊深度至1／2或超过40mm时，应进行一次中间热处理。74.2.7接管座焊缝缺陷修复a)接管座焊缝缺陷经打磨已穿透管壁厚度者，宜采用钨极氩弧焊打底电焊盖面的焊接方法；b)大量焊接接管座(如更换接管座或胀接改焊接等)时，焊接顺序应合理安排，减少汽包筒体变形和降低焊接残余应力，所有接管座焊缝应焊接二层或以上，不得采用单层单道焊缝；c)在保证接头强度的前提下，焊缝外形宜为凹形角焊缝。4.2.8焊接时注意事项焊接过程中严禁在汽包或管座表面引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物等。