【摘要】　针对一台电站锅炉锅筒纵焊缝未融合引起的裂纹进行分析，并提出缺陷修复的办法。

【关键词】　锅筒；纵焊缝未融合；裂纹分析；缺陷修复

0　锅炉概况

某电厂一台230/100-4型高温高压锅炉，锅筒材质为19Mn5，壁厚为90mm，外径为Ф1780，长为14.370m，整个锅筒有5条环焊缝、8条纵焊缝。在投运前对整个锅筒的对接焊缝未融合缺陷未能进行认真细致的检查。运行后每年的外部检验也未发现问题。一直到投入运行5×104h后，对锅筒进行全面检验时发现，在纵6焊缝上距环3焊缝T字接头400mm处有长约300mm、深度为9~25.6mm的未融合超标缺陷，这个部位的焊缝很不规则，正常宽度35mm，最宽处60mm，宽窄不一，且在焊缝较宽部位焊肉比母材高出3.mm左右，形成一个突变的台阶，见图1。

1　缺陷的检查及分析

在纵6焊缝坡口处以及热影响区，不仅融合不好，外观也不规则，在运行状态的外界应力作用下，应力集中部位容易开裂。按照“火力发电.厂金属技术监督规程”的要求，对纵6焊缝采用超声波从外侧探伤，缺陷的反射当量和指示长度都没有多大变化。为了进一步分析，电厂采用决不允许超温超压的条件下监督进行。由于该锅炉是为炼钢厂配置，而炼钢厂新设备投运试车时负荷变化大，锅炉受冲击负荷的影响，压力变化的幅度也很大。在这种条件下运行了2a，再次对缺陷部位进行复查。为了准确判断缺陷，将锅筒内的汽水分离装置及隔板、支架全部割除，除去锈垢，用超声波和X射线两种方法进行检测，在未融合超标缺陷处均发现有裂纹存在。根据X射线底片对应的缺陷位置再用裂纹测深仪测量裂纹的深度，一般为4~8mm，最深处为19~20mm，见表1及图2所示。

表1裂纹深度测量结果

2　产生裂纹的原因分析

经前后两次检测结果的对比分析，锅筒纵焊缝产生裂纹的原因是该锅筒在纵6焊缝制造过程中产生未融合缺陷，应力集中，由于锅炉负荷变化大，造成锅筒内压力和温度剧烈变化，产生较大的应力波动，致使纵6焊缝未融合缺陷扩展，形成疲劳裂纹。

3　裂纹处理的准备

a.从出厂资料中查阅锅筒板材的化学成分及机械性能数据；

b.从纵6焊缝取样分析焊缝的化学成分；

c.金相检验母材、焊缝、融合线、热影响区的影响；

d.测试母材、焊缝、热影响区的硬度值；

e.焊缝残余应力测试；

f.最大直径与最小直径的测试；

g.补焊工艺的备制；

h.补焊设备的准备。

4　缺陷的挖补修复

4.1用一台工作压力为0.6MPa，排气量为0.75m³/h的空压机，采用Ф6~Ф8的碳棒开槽，开槽前先用Ф6~Ф8的钻头在裂纹端打止裂孔(19Mn5钢的塑性很好，也可以不打止裂孔)。为了减少电弧气蚀的激热影响，应将开槽部位的温度预热到200~240℃，在保证挖掉裂纹的同时，槽应开得光滑规范，开槽的型式为“U”型，如图3所示。

根据补焊工艺，采用直流焊机，反极性，低氢型J507焊条，用Ф3.2的焊条打底，其余用Ф4的焊条。施焊前按规定对焊条进行烘干，补焊过程中焊条的预热温度不得低于150℃，焊接工艺采用多层多道焊，每道焊缝起始于丁安焊缝处，焊层与焊道间的弧坑与焊接接头应互相错开，焊后进行消氢处理，然后采用HN300mm~355mm×88mm框架式电阻加热器6块，总容量108kVA的热处理设备进行热处理，保温材料选用硅酸铝耐热材料，温控采用面式热电偶测量和条型温度自控记录仪自动控制。

4.2补焊后采用焊前检验方法及无损检测，均达到要求，补焊合格。

4.3经过1a的运行实践检验，证明缺陷的修复是成功的。