新材料新技术新工艺的应用

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1、第一章新材料新技术新工艺的应用第一节 土建1 新材料的应用1.1 钢内筒材料采用钛钢复合板钛-钢复合板中的钛材采用 TA2 牌号，钢材采用 Q235B。1.2 普通钢板内衬玻璃砖2 新技术的应用2.1 三期工程中软土地基桩位偏移的控制为确保 05 年 12 月 28 日吊#7 炉钢架和主厂房施工进度，总体进度安排#7 锅炉基础施工 与#7 机汽机房、除氧间桩基施工同步进行；能为主厂房基础抢回4 至 5 个月工期，但对锅炉基 础的水泥土搅拌桩围护结构和锅炉基础的土体稳定将产生极不利的影响，因此施工过程中对桩基 沉桩施工和锅炉基础施工增加相应技术措施，确保锅炉基础基坑安全和防止已完桩基发生偏移。2

2、.2 大体积混凝土施工不出现有害裂缝 三期工程大体积砼施工项目多，要在二期工程大体积砼施工成功经验上，进一步做好：2.2.1 优化混凝土配合比，减少混凝土单方水泥用量，根据不同的水泥品种、水灰比、粉煤 灰掺入量、外加剂品种及掺量,以及施工时不同季节，进行配合比设计，确定适合不同季节的最佳 混凝土配合比。2.2.2 优化施工方案、施工工艺，对二期大体积砼施工进行总结，对一些技术措施和施工工 艺进行改进，增加一些新的技术措施保证大体积混凝土施工不出现有害裂缝。2.3 液压提升倒装法钢内筒安装采用液压同步提升方法，用 4 台 250t 油缸的支撑系统进行提升，利用顶层钢平 台下面一层承重钢平台，液压

3、同步提升技术是一项新颖的超大型结构提升安装施工技术，它采用 柔性钢绞线承重，提升器集群，计算机控制，液压同步提升新原理，结合现代化施工工艺，实现 大吨位、超大型构件高空整体同步提升安装。3 新工艺的应用3.1 60mm 钢板对接焊工艺厚钢板的坡口采用坡口加工机加工，确定的施焊顺序、层数、焊接参数等。3.2 40mm 腹板与 60mm 翼缘板的角焊缝焊接工艺焊接 H 型钢的 90角接头焊缝采用埋弧自动焊接工艺，是钢结构制作中关键的工艺，确定有效预热的温度、预热与焊接的配合，并确定合理的焊接顺序、焊接参数，从而使焊接变形最小， 并达到焊缝的内在及外观质量，为防止延迟性裂纹的产生，焊后进行后热保温处

4、理，使其缓慢冷 却。3.3 箱形梁柱焊接 箱形梁柱形状简单、但内设加筋隔板，使焊接工艺变得复杂，焊接熔敷金属量大，焊接变形 不易控制。箱形梁柱纵向角端焊缝焊接时，箱形柱应置于水平位置，四条焊缝的焊接方向保持一致，以 减少扭曲变形，每根箱形梁柱的焊接作业连续完成。箱形梁柱焊接时，采用电加热方法、四条焊缝均匀加热的方式，防止扭曲变形。3.4 钛-钢复合板焊接工艺钛-钢复合板中的钛材采用TA2牌号，钢材采用Q235B。钛钢复合板的基材（Q235B）焊接采用 CO2 气体保护焊，单侧 V 型坡口，单侧焊接双面成型，焊缝等级为2 级；钛贴条采用氩弧 焊，贴角角焊缝。3.5 钢内筒玻璃砖内衬施工工艺宾高德

5、#55玻璃砖是一种泡沫硅酸硼玻璃，厚度为38mm,是一种无机玻璃，是目前火力发 电厂烟道、烟囱最可靠耐用的一种内衬材料。施工时对基层、施工环境、施工工序间时间控制要 求很高，也是我公司首次接触这种施工工艺。第一节 安装1 奥氏体钢 SA213S304H 和 SA213TP310HCbN 的焊接1.1 钢材特点随着机组容量越来越大，锅炉的压力和温度参数也越来越高，这样对锅炉的材料性能要求也 越来越高，耐热钢材料从珠光体钢到马氏体铁素体到奥氏体，材料的高温强度和蠕变强度越来越 好，同时这些材料对焊接的要求也相应提高了。本工程二级再热器和三级过热器所采用的材料分别是 SA213S304H 和 SA2

6、13TP310HCbN替代了二期工程所用的SA213T91，它们的焊接性能及方法有很大层度的不同，这两种材料是近年来国内引进的新型材料是本工程焊接面临的一个新的课题。 SA213S304H 和 A213TP310HCbN 是较典型的奥氏体的耐热钢，SA213S304H对应的我们经常碰到的18-8型钢种，其对应的合金 成分主要Cr含量1820%, Ni含量8.011%,同时严格控制S、P杂质，SA213TP310HCbN钢 其对应的合金成分主要Cr含量2426%, Ni含量1723%，同时严格控制S、P杂质，是25-20 型奥氏体钢。1.2 工艺要点1.2.1 奥氏体钢的导热系数小而线膨胀系数大

7、，焊接后易产生焊接变形，为次，应选用焊接 线能量较集中的焊接方法，快速进行焊接，由于二级再热器和三级过热器都是小口径管，单个焊 口焊接量较小所以我们将选用氩弧焊的焊接方法。1.2.2 奥氏体钢的电阻率较大，易使焊接接头过热，为了防止过热，焊接电流则选得小一些， 一般比焊接低碳钢低20%。1.2.3 奥氏体钢在焊接时出现热裂纹的机会比碳钢要多，因为奥氏体钢易形成方向性很强的 柱状晶焊缝组织，有利于杂质的偏析和缺陷的聚集，奥氏体钢的导热系数小而线膨胀系数大，在 焊接的不均匀加热和冷却条件下，焊接接头形成较大的拉应力，因此焊缝处易产生热裂纹，所以 焊接时采用小的线能量，减小焊接电流，加快焊接速度，同

8、时每层焊缝的交接处要错开。1.2.4 焊缝尽可能避免重复加热，且采用多层多道焊，在可能的条件下，每层施焊的方向应 与前一层向反，并等待前层焊缝冷至4050C后再焊下一层，避免层间温度过高，必要时可用喷 水或压缩空气吹的办法进行强制冷却。1.2.5 为了避免奥氏体钢的径间腐蚀，焊接材料的选择尽可能含碳量低些。1.2.6 焊接时切忌在管子表面任意引弧，避免引弧处管子表面损伤。1.2.7 SA213S304H和SA213TP310HCbN这两种材料均为高合金钢，为了避免根部出现过 氧化，奥氏体钢氩弧焊打底焊接时内部充混合气体作内保护，以确保根部的焊接质量。针对SA213S304H和SA213TP31

9、0HCbN这两种材料的焊接，我们将成立专门的课题小组， 同时在焊接质量管理上实施焊接前，焊接过程中和焊接后的三个阶段控制签证制度。焊接前控制：施工前对这两种钢种完成相应的焊接工艺评定，对以往有不锈钢焊接资质的焊 工进一步培训，来承担这些材料的焊接任务，检查工器具和对口质量是否满足工艺评定及焊接标 准要求。最后对选用焊接材料进一步确认把关和施工环境的认可。焊接过程中的控制：由焊接技术员和质量员继续跟踪检查，其内容涉及到焊接材料、焊前预 热、焊接电流、焊接电压、焊缝层、道数、层间清理、层间温度控制和保护气体，进行定时随机 的旁站监督检查并记录，所有检查项目应符合焊接工艺评定及焊接技术规范要求。对一

10、些困难位 置的施焊，采用焊接旁站监督。焊接过程后控制：由质量员负责检查焊缝表面清理情况及焊缝表面质量，现场文明施工以及 落手清工作，对不符合质量、文明施工要求的，及时督促加以纠正，并对检查合格的焊缝按规范 要求及时委托做无损探伤检查。通过三阶段的检查，能够及时发现问题，即使对产生的问题进行分析，对不符合要求的因素 在施工过程中加以控制，真正实行动态控制，通过这一系列的控制手段来保证这两种新材料在现 场成功运用。2 高合金 SA-335P92 大口径厚管壁的焊接措施本标段汽机的主蒸汽、再热蒸汽管道采用SA-335P92、P91钢种，大口径SA-335P92材料的 现场安装对焊接、热处理、金属检验

11、等多工种的配合、协调和焊接质量的控制提出了新要求。同 时因管壁厚、刚性大、合金成份高，焊后容易产生焊接冷裂纹。针对该钢种特点，拟采用合理的焊接方法和工艺及特殊的焊接措施，如先进焊接设备的投入、 加强焊接人员的培训、对新钢种的焊接工艺评定、对高合金钢管道接头在焊接过程中背部充保护 气体、焊接质量三阶段的控制等一系列有效而科学的手段，以保证本标段焊接质量始终处于受控 状态。2.1 P92 钢焊接工艺参数选择的原则P92钢是在P91钢的基础上加1.5%2.0%的W,降低了 Mo的含量以调整铁素体-奥氏体 元素之间的平衡，并加入了微量合金元素硼。600C许用应力比P91高34%，达到TP347的水 平

12、。由于它具有较高的蠕变性能，所以可以减轻锅炉和管道部件的重量。它的抗热疲劳性强于奥氏体不锈钢。同时，另外一个存在的事实是焊接接头的性能随着线能 量的增加而变劣，因此，焊接工艺的正确合理与否是P92钢获得良好性能的前提。从国外的文献资料来看， P92 钢焊接工艺评定仅给出了一个合理的工艺范围，它存在着与实 际施工的差距。例如，制约焊接线能量输入的热容量、冷却条件等都与工艺评定条件有所不同， 现场焊接对这些因素都应予以了充分的考虑。本标段选用的 P92 钢焊接工艺的原则如下：a) 相关技术标准热处理工艺参数与我公司焊接工艺试验室所做试验的评定结果不相悖，尽 可能明确小的选择范围。b) 对未能明示的

13、工艺参数完全按照既定的工艺标准执行，并明确尽量小的选择范围。c) 焊接线能量的选择在不违反工艺评定给出的范围中选用尽量小的规范，所有焊接因素的 变量均考虑利用小的线能量。手工电弧焊的焊接线能量控制在17KJ/cm以内。根部三层焊接时内 壁充氩气保护。P92钢焊接工艺流程如下：2.2 P92钢焊接工艺控制措施本工程采用了高合金钢SA-335P92、P91大口径厚壁管，用于主蒸汽和再热蒸汽管道上，规 格有Di349X72、Di248X53、Di669X50、Di502X38等。因为管壁厚、刚度大，即焊接时拘束 度大，容易引起焊接冷裂纹的产生，同时要确保焊缝的韧性指标值。故对SA-335P92大口径

14、厚 管的焊接，在保证质量的前提下，应考虑专门的焊接措施，焊后合理选用热处理工艺措施，即焊 后冷至80C100C恒温1小时，让奥氏体转变为马氏体，随即进行焊后热处理，以达到既防止 冷裂纹产生，又符合设计的强度要求。为此必须严格按焊接工艺评定的技术要求，对焊条进行烘 焙，焊接前采用合适的预热方法，焊后合理选用热处理工艺措施，严格控制焊接线能量，确保焊 缝韧性指标值。同时从焊接工艺角度出发，特别是在施焊技术方面，也应采取相应的措施。我们 将从以下几个方面来控制：a）采用先进的全数字逆变焊机这类焊机由于以软件为核心，可实现各种复杂的工艺特性及使用特性。事先将验证的工艺评 定参数锁定在焊机的微电脑中，任

15、何人不得随意更改焊接规范，使焊工按预先设定的准确工艺参 数进行施焊，排除了人为的因素，使焊工的工作质量得到有效控制，最终得到满意的焊接质量。b）控制每道焊缝的几何尺寸（宽厚比）每层（道）焊缝的厚度不得超过焊条的直径，施焊摆动宽度为焊条直径的34倍。c）对壁 厚270mm的焊口，将采用中间探伤的措施保证根部的焊缝质量，即焊口从根层焊至壁厚的20 30mm时即停止焊接，及时对此焊缝进行RT检验，防止整只焊口焊完后因根部缺陷，而造成大 面积的返工。d）氩弧焊封底后紧接着用焊二层，小直径的焊条焊接时根部背面继续充氩气保护，以确保 焊缝根部质量，然后再逐步增加焊条规格，焊接过程中严格控制焊接线能量，以保

16、证焊缝的韧性。e) P92 钢的焊接全过程实施旁站监督，以确保工艺准确实施。f) 投入先进的电脑温控热处理设备用于对 SA-335P92 钢种的预热、层间温度控制(使预热、 层间温度始终控制在200r300C之间)和焊后热处理。3 M1280P-2400t.m 塔式起重机的运用根据本工程塔式锅炉安装的特点，我方从澳大利亚采购了国内第一台 M1280P2400tm 自 升式塔式起重机，最大起重量达到 140 吨，其最大的优点是在主钢架吊装过程中，在地面另配备 一台 KH-700 履带式起重机，可对部分横梁和斜撑构件先在地面进行组合，再用 M1280P2400tm 吊机吊装就位，可大大减少吊装件数，加快吊装进度，有利于加快锅炉安装进度和缩短整个工程 的施工周期。 M1