Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт

Изготовление котла-утилизатора парогазовой станции мощностью 150 МВт для Алчевского металлургического комбината позволило использовать вторичные металлургические газы в качестве альтернативы природному газу. Модульность его конструкции, высокая плотность расположения в теплообменных блоках тонкостен...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2015
Автори:	Царюк, А.К., Елагин, В.П., Давыдов, Е.А., Гаврик, А.Р., Пасечник, А.И., Полонец, С.А., Дедов, В.Г., Горелов, В.П.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2015
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Производственный раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112954
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт / А.К. Царюк, В.П. Елагин, Е.А. Давыдов, А.Р. Гаврик, А.И. Пасечник, С.А. Полонец, В.Г. Дедов, В.П. Горелов // Автоматическая сварка. — 2015. — № 1 (739). — С. 48-53. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-112954
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1129542017-01-31T03:03:08Z Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт Царюк, А.К. Елагин, В.П. Давыдов, Е.А. Гаврик, А.Р. Пасечник, А.И. Полонец, С.А. Дедов, В.Г. Горелов, В.П. Производственный раздел Изготовление котла-утилизатора парогазовой станции мощностью 150 МВт для Алчевского металлургического комбината позволило использовать вторичные металлургические газы в качестве альтернативы природному газу. Модульность его конструкции, высокая плотность расположения в теплообменных блоках тонкостенных небольшого диаметра труб поверхностей нагрева уменьшили габариты установки и повысили ее КПД до 44,6 %. Вследствие узкого зазора между трубами стыки этих труб оказались труднодоступными для сварки и контроля. Это способствовало увеличению количества недопустимых дефектов в швах, а также сделало сварные соединения труб практически неремонтопригодными. Выполнение сварных соединений на разных стендах с применением способов аргонодуговой и комбинированной сварки позволило улучшить качество, дало возможность выполнения ремонта и осуществления их рентгенографического, ультразвукового и визуально-оптического контроля. Изготовленные теплообменные блоки выдержали гидравлическое испытание без появления течи в сварных соединениях, смонтированы и приняты в эксплуатацию. Manufacture of exhaust-heat boiler of steam-gas plant of 150 MW capacity for Alchevsk Iron & Steel Works allowed using the secondary metallurgical gases as alternative to the nature gas. Its modular design, high closeness of arrangement in heat-exchange blocks of thin-walled small-diameter pipes of heating surfaces decreased the dimensions of the plant and increased its efficiency factor up to 44.6 %. Due to a narrow gap between the pipes the butts of these pipes occurred to be hard-to-reach for welding and control. This caused the increase in the amount of inadmissible defects in welds, and also made the welded joints of pipes almost not suitable for the repair. The making of welded joints on different stands by applying methods of argon-arc and combined welding allowed improving the quality, gave an opportunity to perform repair and to realize their X-ray, ultrasonic and visual-optic control. The manufactured heat-exchange blocks withstood the hydraulic test without appearance of leakage in welded joints, were installed and put into service 2015 Article Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт / А.К. Царюк, В.П. Елагин, Е.А. Давыдов, А.Р. Гаврик, А.И. Пасечник, С.А. Полонец, В.Г. Дедов, В.П. Горелов // Автоматическая сварка. — 2015. — № 1 (739). — С. 48-53. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112954 621.79:620.9:669.1 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Царюк, А.К. Елагин, В.П. Давыдов, Е.А. Гаврик, А.Р. Пасечник, А.И. Полонец, С.А. Дедов, В.Г. Горелов, В.П. Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт Автоматическая сварка
description	Изготовление котла-утилизатора парогазовой станции мощностью 150 МВт для Алчевского металлургического комбината позволило использовать вторичные металлургические газы в качестве альтернативы природному газу. Модульность его конструкции, высокая плотность расположения в теплообменных блоках тонкостенных небольшого диаметра труб поверхностей нагрева уменьшили габариты установки и повысили ее КПД до 44,6 %. Вследствие узкого зазора между трубами стыки этих труб оказались труднодоступными для сварки и контроля. Это способствовало увеличению количества недопустимых дефектов в швах, а также сделало сварные соединения труб практически неремонтопригодными. Выполнение сварных соединений на разных стендах с применением способов аргонодуговой и комбинированной сварки позволило улучшить качество, дало возможность выполнения ремонта и осуществления их рентгенографического, ультразвукового и визуально-оптического контроля. Изготовленные теплообменные блоки выдержали гидравлическое испытание без появления течи в сварных соединениях, смонтированы и приняты в эксплуатацию.
format	Article
author	Царюк, А.К. Елагин, В.П. Давыдов, Е.А. Гаврик, А.Р. Пасечник, А.И. Полонец, С.А. Дедов, В.Г. Горелов, В.П.
author_facet	Царюк, А.К. Елагин, В.П. Давыдов, Е.А. Гаврик, А.Р. Пасечник, А.И. Полонец, С.А. Дедов, В.Г. Горелов, В.П.
author_sort	Царюк, А.К.
title	Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт
title_short	Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт
title_full	Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт
title_fullStr	Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт
title_full_unstemmed	Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт
title_sort	особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 мвт
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Производственный раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112954
citation_txt	Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт / А.К. Царюк, В.П. Елагин, Е.А. Давыдов, А.Р. Гаврик, А.И. Пасечник, С.А. Полонец, В.Г. Дедов, В.П. Горелов // Автоматическая сварка. — 2015. — № 1 (739). — С. 48-53. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT carûkak osobennostisvarkiikontrolâpriizgotovleniiteploobmennyhmodulejkotlautilizatoraparogazovojélektrostanciimoŝnostʹû150mvt AT elaginvp osobennostisvarkiikontrolâpriizgotovleniiteploobmennyhmodulejkotlautilizatoraparogazovojélektrostanciimoŝnostʹû150mvt AT davydovea osobennostisvarkiikontrolâpriizgotovleniiteploobmennyhmodulejkotlautilizatoraparogazovojélektrostanciimoŝnostʹû150mvt AT gavrikar osobennostisvarkiikontrolâpriizgotovleniiteploobmennyhmodulejkotlautilizatoraparogazovojélektrostanciimoŝnostʹû150mvt AT pasečnikai osobennostisvarkiikontrolâpriizgotovleniiteploobmennyhmodulejkotlautilizatoraparogazovojélektrostanciimoŝnostʹû150mvt AT polonecsa osobennostisvarkiikontrolâpriizgotovleniiteploobmennyhmodulejkotlautilizatoraparogazovojélektrostanciimoŝnostʹû150mvt AT dedovvg osobennostisvarkiikontrolâpriizgotovleniiteploobmennyhmodulejkotlautilizatoraparogazovojélektrostanciimoŝnostʹû150mvt AT gorelovvp osobennostisvarkiikontrolâpriizgotovleniiteploobmennyhmodulejkotlautilizatoraparogazovojélektrostanciimoŝnostʹû150mvt
first_indexed	2025-07-08T04:55:08Z
last_indexed	2025-07-08T04:55:08Z
_version_	1837053256522530816
fulltext	48 1/2015 УДК 621.79:620.9:669.1 ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ И КОНТРОЛЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТЕПЛООБМЕННЫХ МОДУЛЕЙ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА ПАРОГАЗОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ МОЩНОСТЬЮ 150 МВт А.К. ЦАРЮК1, В.П. ЕЛАГИН1, Е.А. ДАВЫДОВ1, А.Р. ГАВРИК1, А.И. ПАСЕЧНИК2, С.А. ПОЛОНЕЦ2, В.Г. ДЕДОВ3, В.П. ГОРЕЛОВ3 1ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@ptd.kiev.ua 2ООО «Донецкэнергоремонт». 83008, г. Донецк, ул. Умова, 1. E-mail: postmaster@er/donetsk/ua, 3ПАО «Алчевский металлургический комбинат». 94202, г. Алчевск, Луганская обл., ул. Шмидта, 4. E-mail: amk@amk.lg.ua Изготовление котла-утилизатора парогазовой станции мощностью 150 МВт для Алчевского металлургического комби- ната позволило использовать вторичные металлургические газы в качестве альтернативы природному газу. Модульность его конструкции, высокая плотность расположения в теплообменных блоках тонкостенных небольшого диаметра труб поверхностей нагрева уменьшили габариты установки и повысили ее КПД до 44,6 %. Вследствие узкого зазора между трубами стыки этих труб оказались труднодоступными для сварки и контроля. Это способствовало увеличению коли- чества недопустимых дефектов в швах, а также сделало сварные соединения труб практически неремонтопригодными. Выполнение сварных соединений на разных стендах с применением способов аргонодуговой и комбинированной сварки позволило улучшить качество, дало возможность выполнения ремонта и осуществления их рентгенографического, ультразвукового и визуально-оптического контроля. Изготовленные теплообменные блоки выдержали гидравлическое испытание без появления течи в сварных соединениях, смонтированы и приняты в эксплуатацию. Библиогр. 3, табл. 1, рис. 5. К л ю ч е в ы е с л о в а : вторичные горючие газы, парогазовая установка, теплообменные блоки, трубы поверхностей нагрева, коллектор, дуговая сварка, контроль качества Значительным резервом экономии топлива для промышленных предприятий металлургической промышленности является использование вторич- ных горючих газов, таких как доменный, конвер- терный, коксовый, образующихся при металлур- гических процессах. Возможность применения их в качестве топлива, альтернативного природному газу, получена при помощи парогазовых устано- вок (ПГУ) комбинированного цикла. В этих уста- новках газы смешивают для образования безо- пасной концентрации и требуемой теплотворной способности и сжигают, а выделяющееся тепло превращают в механическую и электрическую энергию. На Алчевском металлургическом ком- бинате (АМК) создан комплекс ПГУ общей мощ- ностью 300 МВт (два блока по 150 МВт). Проект ПГУ выполнен японской фирмой Mitsubishi Heavy Industries с участием Индустриального союза Дон- басса [1]. Строительство парогазовой электро- станции для утилизации доменных, конвертерных и коксовых газов (аналогичной проекту АМК) запланировано на Днепровском МК им. Дзержин- ского. О внедрении двух парогазовых установок заявлял и МК «Азовсталь» [2]. На АМК работа двух парогазовых блоков позволяет обеспечить практически полную потребность в электроэнер- гии с соблюдением норм вредных выбросов, при- нятых в Европейском Союзе. Одним из основных компонентов парогазовой установки является котел-утилизатор, который сконструирован из теплообменных модулей испа- рителя, пароперегревателя и экономайзера. Теплообменные модули собраны из коллектор- ных панелей, каждая из которых имеет коллектор входа и коллектор выхода (рис. 1, а, б) с тремя ря- дами А, Б и С отверстий на боковой поверхности в количестве 40 шт. в каждом (рис. 2, а). Концен- трично этим отверстиям к коллектору приварены угловым швом штуцеры, которые в свою очередь соединены стыковым швом (рис. 2, б) с трубами поверхностей нагрева. Угловые соединения шту- церов и стыковые соединения труб поверхностей нагрева выполнены с полным проваром. Штуцеры в среднем и крайнем ряду загнуты под углом 25 и 50° соответственно. Диаметр труб и штуцеров в зависимости от назначения панели равняется 31,8, 38,1 и 50,8 мм, при этом толщина стенки их оди- накова — 2,7 мм. В качестве труб поверхностей нагрева исполь- зуются оребренные трубы американского стандар- та ASME из стали SA 192 (аналог стали 20) и ста- ли SA 213T11 (аналог стали 15ХМ) (таблица) для эксплуатации при температурах до и выше 300 °С © А.К. Царюк, В.П. Елагин, Е.А. Давыдов, А.Р. Гаврик, А.И. Пасечник, С.А. Полонец, В.Г. Дедов, В.П. Горелов, 2015 491/2015 соответственно. Корпуса коллектора выполнены из труб стали 20 и 12Х1МФ (таблица) (ТУ 14-3- 460 и ТУ 14-3Р-55) диаметром 219, 220, 240 мм с толщиной стенки 9, 15 и 22 мм соответственно. Применение загнутых штуцеров позволило значительно уменьшить зазор (до 15 мм) между ребрами труб поверхностей нагрева, увеличить количество труб в блоке до 600 шт., а плотность их расположения в трубном пучке до 250 шт./м2. Это способствовало повышению КПД установки до 44,6 % и снижению ее габаритов. Такие особенности конструкции блока значи- тельно затрудняют доступ к стыкам крайних ря- дов труб при сварке и ремонте и делают его прак- тически невозможным к соединениям внутренних рядов труб блока. Это обусловливает высокие требования к сварке и способам контроля каждо- го соединения, исключающие необходимость ис- правления его дефектов после изготовления пане- ли и блока. Основные принципы технологии сварки труб поверхностей нагрева определены нормативным документом [3]. Однако в нем отсутствуют указа- ния по сварке панелей и блоков с высокой плот- ностью расположения труб поверхностей нагрева, стыковые и угловые сварные соединения которых выполнены с полным проваром. Целью данной работы является отработка тех- нологии сварки теплообменных панелей с учетом особенностей их конструкции. Определяющим в получении высокого каче- ства является разработка оптимального варианта очередности выполнения сварных соединений, который обеспечивает наилучший доступ к участ- кам стыка. Возможны два основных варианта: 1. Вначале выполняются угловые соединения штуцеров с коллекторами входа и выхода, а затем стыковые соединения этих штуцеров с трубой по- верхности нагрева. После изготовления панели сверху ее выполняется сборка и сварка очередной панели и так дальше, до изготовления всего блока. При этом работы по сборке, сварке и контролю ка- чества панелей и всего блока выполняются на од- ном стенде. 2. Вначале выполняются стыковые соединения штуцеров с трубой поверхности нагрева с образо- ванием так называемой «трубной плети», а затем — угловые соединения «трубной плети» с кол- лекторами входа и выхода. При этом работы по сварке и контролю качества выполняются на двух Рис. 1. Теплообменный блок: а — схема; б — общий вид коллекторной части блока 50 1/2015 стендах: стенде для сборки и сварки стыковых со- единений штуцеров с теплообменной трубой и стенде для сборки и сварки теплообменной трубы с коллектором. Второй вариант по сравнению с первым тре- бует почти в два раза больше производственной площади и наличие кранов большой грузоподъ- емности для перемещения панелей при сборке те- плообменных блоков. Отработку технологии сварки проводили на модельных образцах коллектора, конструкция ко- торых обеспечивала такой же затрудненный до- ступ к участкам шва, как и в реальном изделии. Швы стыковых соединений образцов выполняли в два слоя аргонодуговой сваркой W-электродом с присадочной проволокой (ВИГ), а угловые швы — в три слоя сваркой ВИГ или ручной дуговой сваркой покрытыми электродами (РДЭ). Также был проверен и комбинированный способ сварки углового шва, при котором корневой слой выпол- нялся сваркой ВИГ, а остальные слои — сваркой РДЭ. Качество сварки оценивали визуально-опти- ческим, ультразвуковым или радиографическим способами контроля, а также проводили металло- графические исследования при помощи оптиче- ского микроскопа. При сварке по первому варианту малодоступ- ными являются участки 1, 3 и 4 как стыкового, так и углового шва. При выполнении работ по вто- рому варианту малодоступными являются лишь участки 4 угловых швов. Сварка в направлении стрелок d и f (рис. 2, а), делает более удобным вы- полнение участка 1, расположенного в потолоч- ном положении стыка. На малодоступных участках стыка значитель- но затрудняется визуализация зоны сварки и ее выполнение. При нарушении техники сварки ухудшается газовая защита зоны сварки, форми- рование швов, что приводит к образованию пор. Наиболее чувствительными к порам являются стыковые швы из-за более низкой погонной энер- гии их сварки по сравнению с угловыми швами, а также более низкого содержания кремния в ме- талле труб, чем в металле коллектора (таблица). Процент брака стыковых соединений по причине образования пор в швах при сварке способом ВИГ по первому варианту доходил до 40 %. При сварке способом РДЭ значительно облег- чается выполнение малодоступных участков шва и повышается стойкость против образования пор, однако в корневом слое шва валика образуются недопустимые провисы металла и наплывы шла- ка. Поэтому этот способ не может быть приме- нен для выполнения сварных соединений труб не- большого диаметра с полным проваром. При выполнении работ по второму варианту, сборка и сварка труб со штуцером осуществля- ется на отдельном стенде (рис. 3, а). Конструк- ция его обеспечивает точность и жесткость сбор- Рис. 2. Коллекторный узел теплообменной панели: а — схе- ма расположения штуцеров на коллекторе; стрелками а и в показана последовательность приварки штуцеров, 1–4 — по- следовательность выполнения участков шва; б — общий вид коллекторного узла 511/2015 ки стыка, а также свободный доступ ко всем его участкам. Возможность выполнения требуемой техники сварки позволяет повысить надежность газовой защиты зоны сварки и улучшить форми- рование облицовочного и корневого слоя (рис. 4, а, б). Процент дефектных швов по причине обра- зования пор сократился до 0,4 %. Сборка и сварка углового соединения коллек- тора с «трубной плетью», выполняется на другом стенде (рис. 3, б) после проверки качества стыко- вого соединения трубы и штуцера. Точность сбор- ки свариваемых деталей обеспечивается с помо- щью приспособлений. При сварке способом ВИГ углового шва поры чаще возникают на 4-м участке (рис. 2, а) третьего слоя, примыкающего к штуцеру. В корневом и во втором слое, наплавленном на коллектор, поры не образуются. Это можно объяснить повышенным со- держанием кремния в этих слоях, перешедшем из основного металла коллектора, в котором его более чем в 2 раза больше, чем в металле труб (таблица). При сварке способом РДЭ поры в слоях угло- вого шва не обнаружены. Высокая стойкость про- тив пор при сварке этим способом объясняет- ся более надежной газошлаковой защитой зоны сварки, чем при сварке ВИГ. В связи с этим свар- ку углового шва рекомендовано выполнять комби- нированным способом: корневой слой — сваркой способом ВИГ, а последующие слои — сваркой способом РДЭ. Небольшой диаметр покрытого электрода для сварки способом РДЭ, по сравнению с размера- ми горелки для сварки способом ВИГ, позволяет Химический состав металла труб, % Марка стали, стандарт С Si Mn Р S Cr Mo V SA 192, АSME 0,06…0,18 ≤ 0,25 0,27...0,63 ≤ 0,035 ≤ 0,035 - - - Протокол анализа стали SA 192 0,097 0,17 0,45 0,007 0,003 - - - SA 213Т11, ASME 0,05…0,15 0,5…1,0 0,30…0,60 ≤ 0,025 ≤ 0,025 1,0…1,5 0,44…0,65 - Протокол анализа стали SA 213Т11 0,110 0,58 0,48 0,005 0,002 1,22 0,56 - Сталь 20, ГОСТ 8731 -87 0,17…0,24 0,17…0,37 0,35…0,65 ≤ 0,035 ≤ 0,040 ≤ 0,30 - - Протокол анализа стали 20 0,17 0,36 0,55 0,032 0,038 0,10 - - 12Х1МФ, ГОСТ 1133-71 0,08…0,15 0,17…0,37 0,4…0,70 ≤ 0,030 ≤ 0,025 0,9…1,2 0,25…0,35 0,15…0,30 Протокол анализа стали 12Х1МФ 0,09 0,33 0,62 0,028 0,022 1,1 0,32 0,18 15ХМ, ГОСТ 8732-78 0,11…0,18 0,17…0,37 0,4…0,7 ≤ 0,035 ≤ 0,035 0,8…1,1 0,40…0,55 - Протокол анализа стали 15ХМ 0,12 0,35 0,58 0,030 0,032 0,096 0,48 - Рис. 3. Стенды для сборки и сварки: а — стыковых соедине- ний труб поверхности нагрева со штуцерами; б — угловых соединений коллектора с «трубной плетью» Рис. 4. Стыковые соединения труб поверхности нагрева: а — внешний вид соединений; б —поперечное сечение соединения 52 1/2015 без проблем выполнять малодоступные участки шва с обеспечением надежной защиты зоны свар- ки. При сварке в направлении снизу-вверх часто встречающимися дефектами углового соединения являются резкий переход от поверхности наплав- ленного металла к поверхности штуцера и образо- вание зашлаковок на участках «замков». Выполне- ние сварки в направлении сверху–вниз позволяет значительно улучшить форму углового шва даже при небольшом опыте сварщика, однако повы- шается вероятность образования несплавлений и зашлаковок в нижней части шва. Для их предот- вращения требуется применение специальных электродов. Поскольку на рынке такие электроды отсутствуют, в ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украи- ны начата их разработка. Для выполнения сварки в направлении снизу-вверх угловых швов труб по- верхностей нагрева из сталей SA 192 и SA 213T11 наиболее подходящими по сварочно-технологи- ческим свойствам являются электроды ЦУ-5 и ЦЛ-39 соответственно. Они позволяют получить качественное формирование с более высокими свойствами, чем у основного металла. Еще одним видом встречающихся дефектов угловых швов, выполненных комбинированным способом, являются поры и утяжки в корневом ва- лике (рис. 5, а). Они образуются на труднодоступ- ных участках третьего слоя шва в случае полно- го проплавления стенки штуцера. При отсутствии газовой защиты корневого валика жидкий металл насыщается газами, что приводит к образованию пор, а окисленная поверхность металла ухудша- ет формирование корневой части проплава и спо- собствует образованию утяжек. Поддув аргона в трубу в районе стыка полностью предотвращает образование таких дефектов. (рис. 5, б). При этом снижение расхода аргона до 3 л/мин достигается с помощью ограничительных манжет, помещаемых в трубу по обе стороны от стыка. Выполнение сварных соединений стыка шту- цера с трубой поверхности нагрева по второму варианту на отдельном стенде позволяет произво- дить контроль их качества в отдельном помеще- нии. Это делает более безопасным выполнение рентгенографического контроля без остановки других работ. Также появляется возможность до- полнительного контроля сплошности металла шва стыковых сварных соединений ультразву- ковым способом и качества формирования кор- невого валика шва при помощи видиоэндоскопа. Выполнение 100 % визуально-оптического, рент- генографического и 10 % ультразвукового кон- троля позволило значительно повысить достовер- ность их результатов. Объем брака в стыковых соединениях, выполненных при сварке по пер- вому и второму вариантам, составил 40 и 0,5 % соответственно. Более сложными по выявлению дефектов явля- ются угловые соединения штуцера с коллектором. Их конструкция делает невозможным применение рентгенографического контроля, цветной и маг- нитопорошковой дефектоскопии. В связи с этим были разработаны методики ультразвукового кон- троля сплошности углового шва и визуально-оп- тического контроля качества формирования кор- невого валика. Для повышения достоверности результатов ультразвукового контроля была выполнена адап- тация параметров ультразвукового тракта под особенности угловых сварных соединений тон- костенных труб небольшого диаметра и примене- ны хордовые преобразователи. Малые габариты преобразователей (высота h ≤ 20 мм, ширина b = = 18 мм) позволяют контролировать сварные швы в труднодоступных участках сварных соединений, а эластичный протектор обеспечивает стабильный акустический контакт. Они особенно эффективны при выявлении объемных дефектов — канальных пор (свищей), шлаков, пор и плоских дефектов — трещин, непроваров и несплавлений. Рис. 5. Угловые сварные соединения штуцера с коллектором: а — поперечное сечение соединения с дефектами в корневом валике, выполненного без поддува аргона; б — поперечное сечение соединения, выполненного с поддувом аргона 531/2015 Возможность контроля за качеством форми- рования корневого валика как стыковых, так и угловых швов получена за счет применения со- временной модели видиоэндоскопа. Он имеет гибкий зонд диаметром 6 мм и длиной до 3,5 м со световодом и малогабаритной оптической го- ловкой с углом зрения до 120°. Аппарат позволяет изменять глубину резкости и направление осмо- тра, производить визуализацию контролируемого участка на мониторе и фото- и видиорегистрацию результатов осмотра на флэш-карту памяти. При обнаружении пор в корневом валике, недопусти- мых провисов или утяжек на его участках, соеди- нения переваривались до выполнения соедине- ний последующих труб, которые закрывают зону сварки. Кроме того, при помощи эндоскопа вы- являлись внутри труб и коллектора посторонние предметы, например, бумага, огарки электродов, стружка и т.п., которые подлежали обязательному удалению. Таким образом, выполнение работ по второ- му варианту сборки и сварки панелей теплоо- бменных блоков позволяет более качественно выполнить как стыковые, так и угловые соедине- ния, осуществлять контроль их качества в объе- ме 100 % и производить ремонт дефектных швов. Проведенная производственная аттестация техно- логии сварки показала, что сварные соединения являются равнопрочными основному металлу. Изготовленные теплообменные блоки успешно прошли проверку на плотность гидроиспытанием и были смонтированы в котлах-утилизаторах па- рогазовой электростанции мощностью 150 МВт на Алчевском металлургическом комбинате. Выводы 1. Теплообменные блоки модулей котла-утили- затора ПГУ-150 МВт имеют высокую плотность расположения тонкостенных труб поверхностей нагрева. При сварке и сборке теплообменных бло- ков на одном стенде такая особенность конструк- ции делает труднодоступными для выполнения сварки и контроля стыковые и угловые соедине- ния этих труб, способствует повышенному дефек- тообразованию в швах и приводит к невозможно- сти их ремонта после сварки. 2. Наиболее часто встречающимися дефектами швов стыковых соединений, выполненных свар- кой способом ВИГ являются поры, а угловых со- единений, выполненных комбинированным спо- собом – резкий переход от поверхности шва к поверхности штуцера, зашлаковки на «замках», поры и утяжки в корневом валике. Эти дефекты образуются, как правило, на трудновыполнимых участках шва при сварке способом РДЭ и устраня- ются технологическими способами, повышением квалификации и опыта сварщика. 3. Наиболее действенным технологическим способом повышения качества швов стыковых и угловых соединений труб поверхностей нагрева является выполнение сборки и сварки их на от- дельных стендах, обеспечивающих более свобод- ный доступ к стыкам при сварке и возможность выполнения ремонта и контроля их качества в объеме 100 %. 4. Повышение стойкости против образования пор и утяжек в корневом валике угловых швов труб поверхностей достигается газовой защитой корневого валика поддувом аргона внутрь трубы. 5. Для повышения достоверности контроля ка- чества стыковых и угловых сварных соединений были разработаны и применены методики ульт- развукового и визуально-оптического контроля при помощи хордовых преобразователей и види- оэндоскопа соответственно. 1. Фальков М.И. Повышение энергоэффективности исполь- зования вторичных топлив на предприятиях черной ме- таллургии. [Электронный ресурс] // Электронный жур- нал «Экспо» энергосервисной компании «Экологические системы». – 2007. – № 6. Режим доступа: http: //www. esco-ecosys.narod.ru/2007_6/art103/.thm. 2. Фомина О. Использование доменного, конвертерного, коксового газов в парогазовых установках может значи- тельно сократить потребление электроэнергии из нацио- нальной сети на меткомбинатах. [Электронный ресурс] // Интернет сайт. – 2014. Режим доступа: http://masters. donntu.org/2011/feht/tovshchik/library/article7.htm. 3. РТМ-1с–89. Руководящий технический материал. Свар- ка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования электростанций. – М.: НПО ОБТ, 1989. – 257 с. Поступила в редакцию 20.11.2014 Международная конференция «Наплавка — Наука. Производство. Перспективы» 15–17 июня 2015 г. киев, ИэС им. Е.О. Патона НАН украины Тел./факс: (044) 200-82-77, 200-54-84, 200-63-02 http://pwi-scientists.com/rus/surfacing2015

Особенности сварки и контроля при изготовлении теплообменных модулей котла-утилизатора парогазовой электростанции мощностью 150 МВт

Репозитарії

Схожі ресурси