1.機(jī)組概況
華能德州電廠三期2660MW機(jī)組工程，由山東電力咨詢?cè)贺?fù)責(zé)總設(shè)計(jì)，主體設(shè)備采用分島國(guó)際招標(biāo)的方式供貨。其中，鍋爐島由德國(guó)巴布科公司（D.B公司）負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)制造；氣機(jī)島設(shè)備由美國(guó)通用電器公司（GE）負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)制造。安裝工程#2標(biāo)（#6機(jī)組）由山東電建二公司承建。
該工程在主氣、高過(guò)、高再等項(xiàng)目上廣泛采用P91/T91鋼，主要應(yīng)用情況見(jiàn)下表：
2.焊接工藝評(píng)定簡(jiǎn)介
華德電廠三期#6機(jī)組P91/T91鋼材質(zhì)的設(shè)備由D.B公司供貨，同時(shí)進(jìn)行培訓(xùn)。施工用焊材、管材。工程要求焊接工藝評(píng)定采用ASME標(biāo)準(zhǔn)，但供貨商并未提供有關(guān)評(píng)定資料；所以在工程開(kāi)工之初，我公司便及時(shí)進(jìn)行SA33591鋼與SA213T91鋼的焊接工藝評(píng)定工作。
評(píng)定時(shí)采用的P91鋼焊接工藝方案內(nèi)容如下：
坡口型式：雙V型，對(duì)口間隙：3-5mm
焊條/焊絲牌號(hào)：E9015-B9/ER90S-B9（焊材由外方供應(yīng)）
預(yù)熱方式/溫度：跟蹤電加熱/150-200℃（GTAW）、200-250℃（SMAW）
保護(hù)氣體：氬氣，純度≥99.99%，氬氣流量：正面8-12L/min，背面*遍10-25Lmin，第二遍3-8Lmin
層間溫度：＜300℃（采用遠(yuǎn)紅外線測(cè)儀控溫），后熱處理：焊后升溫至300-350℃，保溫2h
熱處理：溫度750℃-770℃，保溫時(shí)間5min/mm，且不少于3h；焊后熱處理升降溫度小于150℃/h
按上述工藝焊了垂直固定、水平固定各一件的∮219×30試件，經(jīng)檢查和檢驗(yàn)，均符合要求：
3.焊接施工工藝
在工藝評(píng)定合格的基礎(chǔ)上，及時(shí)編制了有關(guān)的焊接作業(yè)指導(dǎo)書。P91/T91鋼焊接作業(yè)指導(dǎo)書的內(nèi)容如下：
3.1 焊材的選擇
焊絲ER90S-B9 焊條E9015-B9
3.2 對(duì)口
3.2.1 對(duì)口裝備應(yīng)采用專用對(duì)口卡具。
3.2.2 SA335P91大徑管：對(duì)口間隙3-6mm；小徑管：對(duì)口間隙1-3mm
3.3 背面充氬方案
3.3.1 采用背面充氬保護(hù)工藝，以避免焊縫根部氧化。不僅*遍打底時(shí)需要充氬保護(hù)，第二遍弧焊及*遍電焊時(shí)，仍需充氬保護(hù)。（在施工中未發(fā)生根部氧化現(xiàn)象）
3.3.2 大徑管充氬方法：一般情況下，可制作專用工具；無(wú)法采取專用裝置時(shí)，可用耐高溫應(yīng)紙板配合耐溫膠布等材料在焊口附近形成形成密閉氣室。小徑管充氬：可利用水溶紙堵塞管口兩端。
3.3.3 充氬位置：①?gòu)奶絺走M(jìn)行充氬。②利用對(duì)口間隙，將細(xì)長(zhǎng)銅管或不銹鋼管敲扁后通過(guò)坡口伸進(jìn)焊接區(qū)域，進(jìn)行充氣保護(hù)。③從管道開(kāi)口端，利用制作的充氬工具進(jìn)行充氬。
3.4 焊接預(yù)熱
3.4.1按以下溫度進(jìn)行焊前預(yù)熱：
WS：焊接預(yù)熱150-200℃，D：焊接預(yù)熱200-250℃；
3.4.2 SA335P91材質(zhì)大徑管道：采用電腦溫控設(shè)備，對(duì)焊口進(jìn)行跟蹤預(yù)熱，熱電偶對(duì)稱布置，熱電偶與管件應(yīng)接觸良好，并計(jì)量合格。SA213T91材質(zhì)小徑管采用火焰預(yù)熱，用測(cè)溫筆測(cè)量溫度。
3.4.3 預(yù)熱寬度：從坡口中心每側(cè)不少于3倍的管壁厚。
3.5氬弧焊打底
3.5.1 氬弧焊打底在管道預(yù)熱到規(guī)定溫度并加熱均勻后進(jìn)行；打底采用直流正接法、兩人對(duì)稱焊接。（SA213T91材質(zhì)小徑管采用全氬工藝）
3.5.2 SA335P91材質(zhì)大徑管道：打底焊采用內(nèi)填絲法。SA213T91材質(zhì)小徑管：打底焊采用外填絲法。
3.5.3 氬弧焊打底時(shí)采用高頻引弧、衰減收??；氬弧焊電流80-110A；氬弧焊打底時(shí)，焊接速度不宜太快，焊層厚度不少于3mm。
3.5.4 氬氣流量。正面：8-12Lmin;T91背面：8-12/min;P91背面：*遍打底時(shí)流量10-25L/min,第二遍氬弧焊時(shí)流量3-8L/min.
3.5.5 氬弧焊打底應(yīng)焊兩遍，目的是防止電焊擊穿打底層，造成根部氧化。
3.6電弧焊
3.6.1 打底完成后，將預(yù)熱溫度升至200-250℃，可以開(kāi)始電弧焊；采用直流反接法、兩人對(duì)稱焊接。
3.6.2 *、二層電弧焊，采用∮3.2mm焊條，電流90-130A；在保證熔化良好的前提下，盡量減小焊接電流，嚴(yán)防燒穿氬弧焊打底焊縫。
3.6.3 中間層采用∮4.0mm焊條，電流110-150A；各層接頭應(yīng)互相錯(cuò)開(kāi)，焊工要加強(qiáng)層間清理，嚴(yán)防焊縫夾渣。
3.6.4 采用多層多道焊，各焊道的單層厚度約4mm，單焊道的擺動(dòng)寬度≤4倍焊條直徑。
3.6.5 由于E9015-B9焊條脫渣性能較差，每層焊道須清理干凈，尤其注意清理接頭及焊道兩側(cè)。
3.6.6 厚度≥70mm的管道，焊接至25-30mm時(shí)，停止焊接，進(jìn)行350℃、2h的脫氫處理；脫氫完畢后進(jìn)行探傷，探傷合格后方可再次焊接。
3.7焊后熱處理
3.7.1 焊接完畢后，SA335P91大徑管應(yīng)先進(jìn)行后熱處理，即將焊縫加熱至300-350℃，保溫2小時(shí)；SA213T91小徑管應(yīng)及時(shí)進(jìn)行焊后熱處理。
3.7.2 焊后熱處理規(guī)范：
鋼號(hào) 恒溫溫度℃ 恒溫時(shí)間
SA335P91大徑管 750-770 5min/mm且≥3h
SA213T91小徑管 740-760 5min/mm≥1/2h（按外方提供時(shí)間，經(jīng)工藝評(píng)定合格）
SA335P91大徑管 升降溫速度≯250×25/δ且＜150℃/h；SA213T91小徑管：升降溫度＜300℃/h;溫度降至300℃以下可不控制。
3.8 P91/T91鋼焊接注意事項(xiàng)
3.8.1 坡口加工、對(duì)口
P91/T91鋼的坡口加工應(yīng)采用機(jī)械方法，并應(yīng)保證坡口的鈍邊厚度小于2mm（小徑管不宜超過(guò)1mm）；管道對(duì)口應(yīng)采用專用對(duì)口夾具。
3.8.2 層間溫度
應(yīng)嚴(yán)格控制焊接時(shí)的層間溫度，P91鋼層間溫度宜＜300℃，T91鋼層間溫度宜＜350℃。
3.8.3 根層焊接、層間清理及焊接檢查
根層焊接：需注意管道內(nèi)部氬氣充滿且穩(wěn)定后方可進(jìn)行根層焊接，以防止根層氧化；注意打底質(zhì)量，兩人對(duì)接焊時(shí)要相互幫助檢查。層間清理和檢查：注意層間清理檢查，上層檢查合格后及時(shí)進(jìn)行次層焊接；焊接時(shí)注意兩側(cè)坡口及根部要熔合良好，避免未熔合缺陷的產(chǎn)生；注意接頭收弧質(zhì)量，在熔池邊緣處收弧，收弧時(shí)注意填加鐵水并要保證弧坑飽滿，以避免弧坑裂紋的產(chǎn)生；要注意接頭的打磨。熱處理后，應(yīng)對(duì)P91/T91鋼焊接接頭收弧處進(jìn)行檢查；由于采用了電流的衰減性能以及注意接頭的打磨，故本工程有效避免了表面弧坑裂紋現(xiàn)象。
3.8.4 焊接及熱處理時(shí)，要防止停電；可采用備用電機(jī)（電源），以防止出現(xiàn)焊口冷裂現(xiàn)象。
3.8.5 環(huán)境條件：P91/T91鋼焊接施工時(shí)，環(huán)境溫度應(yīng)≥5℃；否則應(yīng)采取措施，來(lái)保證焊接場(chǎng)所的環(huán)境溫度；施工時(shí)，需做好防風(fēng)、防雨。
4.施工過(guò)程控制
4.1 人員培訓(xùn)及持證
4.1.1 人員取證
所有施焊焊工在上崗前，首先進(jìn)行國(guó)內(nèi)P91/T91鋼證件的取證培訓(xùn)；國(guó)內(nèi)P91/T91取證培訓(xùn)合格并辦理證件后，進(jìn)行由D.B外專、監(jiān)理、電廠監(jiān)督管理的ASME標(biāo)準(zhǔn)的取證培訓(xùn)。
4.1.2 焊前練習(xí)
焊工取證培訓(xùn)合格后進(jìn)行焊前練習(xí)。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際位置，對(duì)有些項(xiàng)目專門制作了符合實(shí)際情況的焊前模擬架子，來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的焊前練習(xí)；為激勵(lì)焊工互相學(xué)習(xí)、共同提高，工地制作了焊件精品臺(tái)，作為訓(xùn)練的樣板。焊前練習(xí)培訓(xùn)合格后方可上崗。
4.1.3 人員“持證”上崗
為便于工程管理，施工時(shí)，焊工配帶“合格焊工上崗證”?！昂细窈腹ど蠉徸C”在內(nèi)容上具體標(biāo)明焊工簡(jiǎn)況和合格項(xiàng)目，無(wú)論是本公司焊接專業(yè)的管理人員，還是甲方代表、監(jiān)理和外專，都能一目了然地了解焊工可上崗的實(shí)際合格項(xiàng)目。真正做到了合格焊工“持證上崗”的要求。
4.1.4 人員管理
首先是選擇有責(zé)任心、操作技藝熟練的焊工進(jìn)行取證培訓(xùn)，其次是在培訓(xùn)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)焊工的質(zhì)量意識(shí)教育；再是在施工過(guò)程中，嚴(yán)格工藝紀(jì)律的執(zhí)行，做到獎(jiǎng)優(yōu)罰劣。
4.2 焊材管理
在焊材管理方面，針對(duì)外供焊材包裝差、海運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)等不利因素，制定了具有針對(duì)性的《焊材管理辦法》、《焊材管理補(bǔ)充規(guī)定》；并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際，把焊材的烘烤，保溫筒的使用和現(xiàn)場(chǎng)焊材的使用列為焊接管理的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行強(qiáng)化和強(qiáng)制性管理；對(duì)焊材的管理，工地每月進(jìn)行一次全面檢查。
4.3 對(duì)口把關(guān)
為了協(xié)調(diào)安裝班組與焊接班組在管道對(duì)口時(shí)的工作關(guān)系，確保對(duì)口質(zhì)量，工地制定了《管道（排）焊前檢查驗(yàn)收程序》；保證了只有在安裝和焊接質(zhì)檢人員均對(duì)口驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行焊接。
4.4開(kāi)工檢查和過(guò)程監(jiān)控
4.4.1 開(kāi)工檢查
項(xiàng)目開(kāi)工前，由電廠、監(jiān)理、公司質(zhì)量*共同對(duì)施工處的人員持證、機(jī)器具、焊材、工藝、施工環(huán)境等方面進(jìn)行全面檢查，檢查合格后方可開(kāi)焊。
4.4.2 過(guò)程監(jiān)控
在工程施工的全過(guò)程，公司、施工處焊接技術(shù)、質(zhì)量管理人員對(duì)焊接技術(shù)、質(zhì)量、焊材、設(shè)備、人員、施工環(huán)境等各個(gè)方面，進(jìn)行全方位的監(jiān)督和指導(dǎo)；對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)提出，責(zé)成有關(guān)單位限期處理或整改。并按照質(zhì)保程序的要求對(duì)受監(jiān)焊口的焊接進(jìn)行過(guò)程確認(rèn)，在施焊P91/T91鋼項(xiàng)目的*個(gè)焊口時(shí)邀請(qǐng)監(jiān)理旁站，這樣保證了受監(jiān)焊口的內(nèi)、外部焊接質(zhì)量。
4.5 精品掛牌
為全面提高工程的焊接質(zhì)量，本工程實(shí)行了焊接精品流動(dòng)掛牌制度，對(duì)評(píng)出的精品焊口和項(xiàng)目進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，使廣大焊工形成了良好的攀比氣氛，提高了華德工程的焊接工藝水平和內(nèi)部質(zhì)量。
4.6 焊接驗(yàn)收
本工程實(shí)行對(duì)焊接項(xiàng)目分段驗(yàn)收的方式。即在焊工（班組）、施工處、公司及時(shí)三級(jí)檢查、驗(yàn)收的基礎(chǔ)上，對(duì)施工項(xiàng)目按單道或若干階段定期報(bào)驗(yàn)監(jiān)理、電廠質(zhì)檢站進(jìn)行四至五級(jí)驗(yàn)收。
5、結(jié) 論
通過(guò)使用合適的焊接工藝，以及嚴(yán)格的技術(shù)、質(zhì)量管理，更由于監(jiān)理、電廠的嚴(yán)格監(jiān)督和指導(dǎo)，華德電廠#6機(jī)組P91/T91鋼的焊接取得了優(yōu)異成績(jī)；SA335P91大徑管無(wú)損探傷一次合格率為*，SA213T91小徑管無(wú)損探傷一次合格率98.89%，所有P91/T91鋼焊接項(xiàng)目分項(xiàng)工程綜合驗(yàn)收均為優(yōu)良。同時(shí)，我們也深感由于施工經(jīng)驗(yàn)和所掌握的知識(shí)、理論有限，我們對(duì)P91/T91鋼焊接的理解仍停留在較淺層次，所制訂工藝仍有待完善；我們真誠(chéng)渴望能得到各位專家們的指導(dǎo)和幫助，熱切希望能與*同行們進(jìn)行交流并得到幫助。
