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1、河南天冠潦和秸秆沼气综合利用项目25t/h循环流化床锅炉下锅筒裂纹修补技术方案批 准： 审 核：编 制: 中化二建集团有限公司2012年07月14日目 录1. 工程概况2. 设备技术特性3. 检修程序和计划4. 材料可焊性分析5. 焊接工艺评定6. 裂纹缺陷确定7. 裂纹缺陷清除及焊接破口打磨8. 焊接修复工艺9. 无损检测10. 组织机构及劳动力计划11. 进度计划12. 机具材料计划13. 安全技术措施1.工程概况河南天冠秸秆沼气综合利用项目25t/h循环流化床锅炉，2005年11月出厂，2006年投产运行两年后停车一直至今，经锅检所磁粉着色渗透处理发现下锅筒对流管孔(靠近人孔第一排左数第
2、三个对流管孔)内壁表面有数条裂纹,其中最长一条为30mm,且已经沿壁厚方向穿透,其他裂纹均未穿透；外壁表面有一条为30mm裂纹且与内壁表面最长一条裂纹交错但为连接。裂纹分布见图1和图2所示。为了确保设备以后安全运行，必须对产生的裂纹进行修补，为此，编制此方案，作为修补工艺文件。图1 下锅筒裂纹分布图图2 裂纹分布详图图3 裂纹现场图片2. 设备技术特性2.1技术参数见表1表1 下锅筒技术参数规 格100025材 质20G额定蒸发量 t/h25额定蒸汽温度 400额定工作压力 MPa2.5操作介质蒸汽 表2 检修切割焊接返修部位名 称材料牌号规格mm 备注裂纹1XG-0120G25裂纹2XG-0
3、220G25其他裂纹XG-0320G252.3技术标准2.3.1 GB15089钢制压力容器2.3.2 压力容器安全技术监察规程2.3.3 JB47302005 压力容器无损检测3. 修补程序和计划3.1修补原则：由于外壳壁厚较大，单从外侧返修焊缝不能保证焊缝系数为1，热处理温度无法保证。裂纹修补采取内外挖补，修补前用X射线探伤仪对裂纹周围及裂纹延伸处进行照相处理,确定内部裂纹发展情况,是否内部裂纹和外部裂纹一致。再根据探伤情况,对裂纹进行打磨处理。具体方法如下：（1）、先从内壁沿裂纹进行打磨，对于未沿壁厚方向穿透且裂纹长度较短的裂纹，按裂纹发展情况打磨到没有裂纹为止；对于两条较长较深的裂纹，
4、由于裂纹相离较近，两条裂纹同时先从内部打磨U型坡口，沿壁厚方向打磨到壁厚一半停止打磨，然后进行焊接，表面磨平后再从外部进行同样处理，然后再次X射线探伤，报请锅检所进行检查。（2）、焊接时严格按照焊接工艺评定进行处理，需要100-120的热处理。3.2修补程序见图4设备有关零部件拆除/内部清理焊接工艺评定报告修补施工条件准备修补技术方案审批/技术监督部门告知X射线探伤修补原则方案讨论 裂纹打磨/焊接/后热/射线检测内件安装 图4 检修工作流程4. 材料可焊性分析和焊接材料4.1材料介绍4.1.1 下锅筒所用材质为20g20g钢板是锅炉上最常用的碳钢板。它有适当的强度和良好的塑性，还有良好的冶炼、
5、制板、焊接、热处理和冷热成型等工艺性能。它的用途极广泛，主要用于工作温度450的中低压锅炉做锅筒及法兰、集箱端盖等件，但在大型锅炉中用量较少，主要用在压力较低的部位。国外相近牌号有德国的H、日本的SB42和俄罗斯的20K。钢板化学成分见表3，机械性能见表4 表3 下锅筒20g钢板化学成分牌号CSiMnSPCrNiMoCuV20g0.130.190.710.0010.012表4 下锅筒20g钢板机械性能牌号s MPab MPaAkv J(0)J/cm2冷弯D= =4.2可焊性分析 20g可焊性良好。根据产品结构特点，选用焊接工艺要尽量减小焊接残余应力，避免强力组装。4.3焊接方法 焊接时采用两面
6、破口电焊焊接,焊接时尽量放慢速度,每焊完一遍冷却十分钟,且尽量采取措施让去缓慢冷却。4.4焊接材料焊条牌号采用J427% H: B: n, S( 5. 焊接工艺评定5.1裂纹修补焊接工艺评定按照JB4708-2000有关要求和产品结构确定评定指导书内容如下：焊接方法：手工电弧焊 焊接接头、破口形式、评定试板加工尺寸见后附焊接工艺评定，加工方法采用采用磨光机打磨破口。试板材质质量证明书应加盖有供货方公章。母材：类别号为、组别号为1和与类别号为、组别号为1相焊。 标准号GB713-86、钢号20g和标准号GB713-86、钢号20g相焊。焊接材料：焊材类别为电焊条，焊材标准GB/T5117-85，
7、填充金属尺寸见后附焊接工艺评定，焊条牌号为J427，焊条类别为碱性。焊接位置：对接焊缝的焊接位置为2G，预热温度（）（允许最低值）：100，层间温度（）（允许最低值）：100保持预热时间：焊接全过程，加热方法：氧乙炔加工。电特性：电流种类为直流，极性为反极性。焊接电流范围（A）为90180，电弧电压（V）2530焊接参数见后附焊接工艺评定技术措施：摆动焊，焊前清理和层建清理采用电动磨光机，电动磨光机，试板焊缝检验外观检验合格，进行100射线，按JB47302005要求级合格。试板试验：拉伸、弯曲、冲击按照JB4708要求试验，指标不低于GB713规定。6. 裂纹缺陷确定 渗透检测发现裂纹部位，
8、进行100射线检测，并做好布片记录。X射线探伤片子照片如下图5：图5 射线底片图7. 裂纹缺陷清除及焊接破口打磨检测到裂纹部位，参照X射线检测的裂纹深度和方向，采用磨光机打磨去除渗碳层，破口内光滑，再进行渗透检测。相邻挖除段间隔长度小于100mm时，应两段挖通。挖除段长度应大于100mm，每段两端应有1/3坡度。挖除深度不应超过13mm，此时裂纹没有消除，内侧补焊完毕后，从外测再次挖除裂纹。裂纹挖出图片如下 图6、图7、图8图6 内壁打磨U型坡口后呈现裂纹图片图7 坡口补一层焊图片图8 外壁打磨后照片（已经无裂纹出现）裂纹缺陷清除应做好记录，补焊前破口形状如图9所示。 图9 外壳内侧返修焊缝挖
9、除裂纹破口示意图 裂纹如延伸到母材，挖出裂纹参照以上要求。8. 焊接修复工艺8.1具有可覆盖修复焊缝焊接的合格焊接工艺评定。8.2焊工资格：按锅炉压力容器管道焊工考试与管理规则考试，具有GTAW2G-3-02合格项目的焊工具备内套氩弧打底焊接；具有SMAW-2G12F3J合格项目的焊工具备本次修理手工电弧焊接工作。8.3破口要求 破口面不得有分层、裂纹、夹杂等。挖深13mm没有清除裂纹，裂纹应至于破口底部第一层焊接。破口表面及两侧各100mm范围内的水、铁锈、油污、积渣和其他有害杂质应清理干净。8.4焊接材料 焊条设专人按规定烘干、保温、发放，并做好记录。J427使用前放置烤箱，350烘干一小
10、时，移至恒温箱150保温待用。8.5预热及层间温度内部补焊，在外壁贴电加热器片预热，加热器使用功率另行计算。预热范围大于焊缝两侧各160mm，预热温度100120，焊件在整个焊接过程中层间温度不应低于此温度。9. 无损检测无损检测由业主委托山西无损检测有限公司承担，工作内容如下：渗透探伤：外壳体焊缝返修前，焊缝内外表面及焊缝两侧100mm范围内，进行100渗透探伤检测；缺陷清除后补焊前，进行100渗透探伤检测；补焊完48小时后，补焊焊缝表面进行100渗透探伤检测；临时工卡具去除后焊缝痕迹100渗透探伤检测。不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。射线检验：外壳体焊缝返修前，渗透探伤没有检测到裂纹部位，进
11、行100射线检验。修补焊缝完成24小时后，进行100射线检测，合格。（附图10）图10 焊后表面外观图10. 组织机构和劳动力计划10.1组织机构 检修领导小组协作单位天冠项目部化二建项目部理化试验无损检测机修动力车间锅炉车间质量保证体系公司焊接试验中心施 工 队10.2劳动力计划电焊工 1人 打磨工 2人 力工 2人 电 工 1人 预热工 1人 计 6人 11. 进度2012年7月19日一天修补完成12. 机具材料计划见表10 表10 检修机具和材料计划序号名称规格及型号单位数量备注直流氩弧焊机WS315台1手工直流弧焊机ZX7-630台1焊条烘干箱台1焊条恒温箱台1空压机0.8Mpa 0.
12、6 M3台1低电压辐射加热器台1温度控制箱台1温度自动记录仪台1铠装热电偶只3补偿导线m100焊条保温筒TRB5G只1角向电动磨光机180台1低压手把灯12V只6碘钨灯罩220V只6氩弧焊枪QQ85*/300A把2电焊钳500A把12电焊把线焊机电源线照明电源线接地夹500A只2氩气减压器AT15只1钢丝刷把2空气开关NS400N/3P只1刀闸开关220V 10A只1漏电保护器PMAC503-100只1氩气瓶1砂轮片100片5钨极2.5根1氩弧焊丝TIG50Kg2低压灯泡12V 100w只2碘钨灯管220V 1000W只113. 安全技术措施13.1 动火区域严格按照气化厂的规定办理动火证，并设监护人、配备8Kg灭火器1具（锅筒外部焊接处上1具）；锅筒的东、西两侧两米处及北侧两米处用彩钢板将动火区域围护起来，与生产区域隔离开；要把动火四周及下部的易燃易爆物品清理干净，并在动火区域下
