电站锅炉钢结构常见缺陷及原因浅探

电站锅炉钢结构常见缺陷及原因浅探

沈月锋 邓峰 白玲丽 李亮炜

杭州锅炉集团股份有限公司 ， 浙江 杭州 310000

摘要：电站钢结构在实际运行的过程中需要承受高压、高温以及高负荷的作用，作为支撑整体电站的设计结构，对于电站生产活动的安全性和稳定性有着十分重要的影响。论文阐述电站钢结构的常见缺陷和问题，并提出相应的解决对策，以供参考。

关键词：电站锅炉；钢结构；缺陷；原因

引言：电站钢结构在实际运作的过程中，除了承受保温系统以及汽水系统的压力和荷载之外，还需要承受机组运行过程中由于振动等各种因素所引起的疲劳荷载。疲劳荷载影响钢结构的正常使用和功能的有效发挥。因此,需要加强对钢结构常见缺陷的剖析，并采取针对性的措施进行解决。

一、电站锅炉钢结构常见缺陷

（一）钢结构立柱翼板母材夹层

电站锅炉钢结构中一个常见的缺陷是钢结构立柱翼板母材存在夹层。对于板厚比较大的翼板，技术人员在对立柱翼板母材进行厚度检测时，发现立柱翼板的真实厚度要远大于用超声波测厚仪检测出的厚度。为了保证检测的准确性，技术人员使用标准试块对超声波测厚仪进行了校准后发现其指示正常。为了检测是否存在夹层，检测技术人员采用纵波直探头对翼板进行了超声波检测，得到肯定结果。钢结构立柱翼板母材存在夹层会严重降低杆件的强度，影响钢结构的稳定性及安全性，因此为了不影响电站锅炉机组的正常运行，需要对厚度较大应该对翼板进行超声等检查，对此类现象加以严格控制。

（二）钢结构腹板拼接时，对接焊缝未焊透

钢结构腹板拼接时，对接焊缝未焊透也是一个较为常见的钢结构缺陷。在对钢结构进行焊接时，如果接头的根部没有完全熔透就极易产生未焊透现象。未焊透是一种较为严重的缺陷，极易使锅炉钢结构出现间断或者突变，在一定程度上降低了焊缝的强度，甚至严重时可以导致钢结构出现裂缝。因此，在实际制造生产中，严禁出现未焊透情况。从产生原因上进行分析，导致这一现象的主要原因可能是：（1）焊件装配间隙或者坡口的角度不够、钝边过厚、焊条直径过大，焊
接电流不足以及电焊电弧过长等。（2）进行管子对接安装时，由于间隙过窄导致焊接操作出现障碍，产生未焊透情况。（3）组对间隙不一致，或者进行多个焊口同时焊接，当一个焊口焊接完成后导致其它尚未完成焊接的焊口间隙减小，导致它们在焊接过程中出现未焊透缺陷^[1]。

（三）母材坡口或焊缝金属未熔合

母材坡口或者焊缝金属如果没有完全熔合，也会对钢结构焊接质量产生影响。如果在进行焊接时，焊接电流不足或者焊接速度过快，就会降低焊接处的热量，导致母材坡口先进行焊接的焊接材料不能够被充分的熔化；其次，如果焊接时使用的焊接电流过大，会使后半根焊条温度过高而快速熔化，甚至在母材的边缘还没有熔化时，已经熔化的焊条金属就覆盖在了钢结构表面，也会影响焊接金属的熔合度；第三，焊件散热速度过快，或者焊接起始处温度不足，导致钢结构母材的开始端没有发生熔化现象；第四，钢结构母材的坡口发生了氧化反应，或者坡口处存在没有清理的污迹，在焊接时，氧化物或者污迹没有被熔化就被熔化的焊条覆盖住，也会造成钢结构表面或者边缘存在未熔合情况；最后在锅炉安装过程中，如果同一条焊缝焊接时出现了停弧，就会出现“冷接头”，这种“冷接头”也是导致焊接金属未熔合的主要原因。

二、电站钢结构缺陷的解决对策

（一）优化焊接过程中的局部变形问题

电站钢结构在焊接过程中容易发生局部变形，引起电站钢结构的功能的下降以及使用寿命的缩短，必须加强对钢结构焊接过程中局部焊接问题的规避，提高加工零件的强度，适当地优化钢结构的外部形象和外部尺寸。同时，焊接人员在进行焊缝焊接以及零件焊接的过程中，要注意焊缝分布的均匀性和规律性,尽可能减少焊缝的分布数量，避免焊接零件的变形。其次，焊接人员必须要严格按照焊接作业的相关规定和标准开展规范施工,保证施工的合理性和科学性，减少由于焊接工艺问题而导致的钢结构变形问题，要求能够对焊接焊缝位置进行分段处理和对称分层处理^[2]。

（二）焊接缺陷的预防措施

夹渣、凹陷以及气泡和气孔都是焊接工艺应用过程中容易出现的缺陷，这些缺陷的存在将会严重影响钢结构的焊接质量以及钢结构的使用效果。因此，需要加强对焊接缺陷的分析以及认识，明确焊接缺陷处理的相关措施并采取科学的方
案进行处理。其次，焊接电流过小、坡口角度问题以及焊接速度太快也会诱发夹渣问题，焊接人员在使用喊性焊条时由于焊条极性不准确以及电弧过长等，也会容易引发夹渣现象。工作人员要想防止焊接过程中夹渣问题的发生,需要对破口的边缘进行详细的清理，认真选择坡口尺寸，选择适合的焊接速度以及焊接电流。需要多层焊接时，要仔细观察坡口两侧位置出的熔化现象，并认真清理焊渣彻底清除封底焊渣，防止埋弧焊焊偏。

（三）优化焊缝金属以及母材坡口没有完全融合的问题

工作人员在进行焊接作业的过程中，需要合理地控制焊接速度以及焊接电流，如果焊接速度过快或者焊接电流不足，将会使得焊接位置的热量下降，导致相应的焊接材料无法完全熔化。其次，在焊接过程中如果使用大电流进行焊接，将会造成焊条后半部分温度过高,熔化速度过快，如果电流过大也会导致木材边缘没有融化时便已经覆盖了已经溶化的焊条金属材料,这也会直接影响金属焊接的熔合度。另外，焊接起始位置温度不足或者焊件散热速度过快，也会造成焊缝金属和母材坡口未完全融合的问题。为了有效避免这种未熔合现象的发生，工作人员需要保证在焊接的过程中焊接距离和焊条的角度都能够符合规定要求，并对母材坡口位置处的熔化现象进行密切关注。可以尽量选择稍微大一点的电流进行焊接，注意控制焊接速度以及焊接工艺^[3]。

三、结束语

总结来说，以上即为作者通过多年工作经验总结出的电站锅炉钢结构常见的缺陷，本文对这些常见缺陷进行了研究，对可能成因进行了试探性的分析，并结合实际情况对于如何有效预防和控制提出了可行的建议，为我国电站锅炉建
设提供了一定的经验。

参考文献：

[1]袁奋.电站锅炉钢结构常见缺陷及原因[J].科技创新与应用,2019,000(024):136-137.

[2]刘晓飞.电站锅炉安装常见问题及其质量控制要点分析[J].工程技术(全文版),2016(11):00161-00161.

[3]孟宪国.关于大型电站锅炉钢结构的焊接设计[C]//中国钢结构协会锅炉钢结构分会论文集(第三期·2019年).2019（12）：35-36.