韓 霄
(中國電建集團(tuán)湖北工程有限公司,湖北 武漢 430040)
在電力工程建設(shè)中,焊接熱處理是在完成焊縫焊接后,對焊縫進(jìn)行高溫回火的工藝,能改善焊縫的組織性能、降低焊接殘余應(yīng)力、提高焊縫的塑性和韌性,保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在施工過程中,時常因突發(fā)事件使焊接熱處理中斷,如果不能及時處理,會導(dǎo)致焊縫及附近母材表面淬火甚至產(chǎn)生冷裂紋,影響工程整體質(zhì)量,因此,必須對焊接熱處理中斷的問題進(jìn)行及時處理。
熱處理設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與供電狀態(tài)具有緊密聯(lián)系。在熱處理工作過程中,如遇外部供電事故導(dǎo)致供電中斷或減弱,熱處理設(shè)備將無法正常使用,只能先中斷熱處理操作,先處理供電事故。
電力工程建設(shè)過程中,在開展熱處理施工的同時,也在實(shí)施土方開挖、設(shè)備帶電操作等工作。如對電源線布置不熟悉、用電工作票制度執(zhí)行不規(guī)范,會因土方開挖控制不當(dāng)、停用電誤操作等導(dǎo)致供電線路斷路,從而造成焊接熱處理中斷。由于電力工程往往規(guī)模較大、系統(tǒng)復(fù)雜,整個建設(shè)周期內(nèi)多專業(yè)交叉施工較為普遍,由此引發(fā)的斷電事件發(fā)生概率比較高。
熱處理工藝具有熱能高、耗電大的特點(diǎn),熱處理設(shè)備連續(xù)工作時間長、工作負(fù)荷大,在加熱過程中,易發(fā)生因元件老化或熱量上升導(dǎo)致的電源線損壞、接頭斷開、加熱片熔斷、主板燒損等故障,不僅會造成焊接熱處理的中斷,還存在較大的安全隱患。
電力工程規(guī)模龐大,施工過程用電設(shè)備多、功率大,日常工作所需的電量和電壓都很大,不規(guī)范的用電行為會引發(fā)電力消耗過大,使得電源箱過載而出現(xiàn)跳閘或短路等事故,從而造成焊接熱處理的中斷。除此之外,電流增大還會引發(fā)電纜熔斷發(fā)生漏電現(xiàn)象,從而造成觸電事故。
為了應(yīng)對由于供電中斷引發(fā)的焊接熱處理中斷事件,在電力工程建設(shè)中一般都會配置備用電源,并且確保備用電源的供電參數(shù)與主電源保持一致,能夠?qū)崿F(xiàn)主備電源的無縫切換。
2.1.1 外部供電事故的處理措施
一旦發(fā)生外部供電事故引起的斷電,應(yīng)在第一時間及時啟動備用電源,以確保焊接熱處理工作的持續(xù)性。除此之外,在啟動備用電源以后,為了確保通電的正常,必須對熱處理設(shè)備進(jìn)行簡單的測試,以保證其正??煽窟\(yùn)行。
2.1.2 交叉施工造成斷電事件的處置
如因土方開挖、停用電誤操作等交叉施工引發(fā)的斷電事件造成熱處理中斷,須在第一時間實(shí)施電力搶修以恢復(fù)供電。
(1)若可確保電力搶修恢復(fù)供電作業(yè)在2 小時內(nèi)完成,則不需啟動備用電源,焊接和熱處理施工須按照以下措施執(zhí)行:①如果斷電時焊縫正處于施焊狀態(tài),須立即使用保溫棉包扎,緩慢冷卻至環(huán)境溫度,避免因降溫過快產(chǎn)生冷裂紋。一般情況下,保溫寬度從焊縫中心算起,每側(cè)不少于管道壁厚的10 倍且不少于250mm,保溫厚度60mm。②如果斷電時焊縫處于焊后熱處理的升溫或恒溫過程中,則需在焊縫區(qū)域增設(shè)一層保溫棉,緩慢冷卻至環(huán)境溫度。保溫棉的寬度與焊后熱處理寬度保持一致。③如果斷電時焊縫處于焊后熱處理降溫狀態(tài),當(dāng)溫度高于300℃時,須增設(shè)一層保溫棉以防止散熱過快;當(dāng)溫度低于300℃時,可不采取措施,隨爐冷卻至環(huán)境溫度即可。需注意的是,當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時,也應(yīng)增設(shè)一層保溫棉,以降低其降溫速度。
(2)若電力搶修恢復(fù)供電作業(yè)無法在2 小時內(nèi)完成,則必須啟動備用電源。為確保供電正常,備用電源啟動后須對熱處理設(shè)備進(jìn)行簡單的測試,保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。焊接及熱處理施工須按以下措施實(shí)施:①在備用電源容量限制的情況下,要根據(jù)實(shí)際情況控制不同鋼種焊接和熱處理的優(yōu)先順序。優(yōu)先完成高合金鋼焊縫,其次完成中低合金鋼焊縫,碳鋼類焊縫最后處理。②正在實(shí)施打底或者中間層焊接的小口徑管道焊縫,需要立即停止焊接,并通過保溫棉進(jìn)行包扎,緩慢冷卻至環(huán)境溫度為止。③正在實(shí)施蓋面焊接的小口徑管道焊縫,應(yīng)繼續(xù)完成蓋面工作,同時檢查焊縫的表面質(zhì)量。在確保其質(zhì)量滿足規(guī)范要求后,馬上采用保溫棉覆蓋,焊縫每側(cè)保溫寬度應(yīng)不少于管道壁厚的10倍,包扎嚴(yán)密后緩慢冷卻至環(huán)境溫度。④已完成焊接、需要進(jìn)行熱處理的小口徑管道焊縫,應(yīng)及時完成焊后熱處理。如確定臨時性斷電可在12 小時內(nèi)恢復(fù),也可在供電恢復(fù)后實(shí)施焊后熱處理。⑤正在實(shí)施焊后熱處理的小口徑管道焊縫,應(yīng)使用備用電源堅(jiān)持完成熱處理工作。⑥對于大徑厚壁管道焊縫,應(yīng)停止其焊接或熱處理施工,立即對焊縫進(jìn)行后熱處理,并使用保溫棉包扎后緩慢冷卻。對于SA-335P91、SA-335P92 等馬氏體鋼,應(yīng)在100-120℃恒溫2 小時后,再進(jìn)行加熱溫度350℃、恒溫時間1小時的后熱處理。
(3)若斷電事件發(fā)生時,現(xiàn)場沒有可用的備用電源,則正處于焊接或者熱處理階段的焊縫只能采用增設(shè)保溫棉的措施,使焊縫及母材緩冷至環(huán)境溫度。焊縫每側(cè)的保溫寬度應(yīng)不少于壁厚的10 倍且不少于250mm,保溫厚度60mm。
熱處理設(shè)備損壞,主要的表現(xiàn)有加熱片熔斷、電源線損壞、接頭脫落等部分元件損壞,以及熱處理設(shè)備主板燒毀、操作系統(tǒng)故障等設(shè)備整體損壞。發(fā)生設(shè)備損壞造成熱處理中斷時,一般采取以下措施:
(1)一般在條件允許的情況下,現(xiàn)場應(yīng)備用一臺移動式熱處理溫控儀,且在熱處理施工過程中,每臺熱處理溫控儀會預(yù)留一爐以備用。當(dāng)發(fā)生設(shè)備損壞造成熱處理中斷時,應(yīng)立即將熱處理二次接線至另一臺運(yùn)行正常的設(shè)備,適當(dāng)調(diào)整參數(shù)后繼續(xù)進(jìn)行熱處理,以確保熱處理的持續(xù)性。
(2)當(dāng)現(xiàn)場無備用熱處理設(shè)備時,應(yīng)采取增設(shè)保溫棉的措施,緩冷至環(huán)境溫度。如發(fā)生熱處理中斷的是馬氏體鋼材料,應(yīng)中斷部分其他鋼材焊縫的熱處理并保溫緩冷,同時將空置出來的設(shè)備對馬氏體鋼材料進(jìn)行后熱處理。
(3)引起熱處理設(shè)備損壞的因素,包括持續(xù)高溫、腐蝕性物質(zhì)、電磁干擾等。除了實(shí)施必要的日常維護(hù)、保證設(shè)備始終處于正常狀態(tài)、降低元件損壞發(fā)生的概率以外,還應(yīng)做好工器具和備用零部件的儲備,以及時維修和更換受損部件。
人為因素主要指違規(guī)用電行為造成的電力故障。首先,應(yīng)通過培訓(xùn)和交底,不斷提升相關(guān)工作人員的安全用電意識,使其充分意識到違規(guī)用電行為的嚴(yán)重后果。其次,通過制定相應(yīng)的規(guī)章制度、操作規(guī)程等,進(jìn)一步規(guī)范工作人員的操作行為,避免電力故障的發(fā)生。第三,制定突發(fā)事件的應(yīng)對措施,包括備用設(shè)備和元件等資源保障,確保熱處理工藝的持續(xù)性。
如果發(fā)生中斷時,焊接施工尚未完成,焊縫會因?yàn)槿鄙贌崮茌斎攵鴾囟认陆?。該情況下,若繼續(xù)進(jìn)行焊接操作,工藝流程得不到控制,將造成焊縫質(zhì)量的下降。所以,在供電恢復(fù)后首先要降低熱處理設(shè)備的溫度,隨后進(jìn)行焊縫的預(yù)熱,確保焊縫環(huán)境符合要求后再繼續(xù)焊接施工。
針對焊后熱處理已開始但未完成的焊縫,在恢復(fù)供電后,應(yīng)首先檢測焊縫的當(dāng)前溫度。
(1)對處于升溫階段的焊縫,應(yīng)將熱處理設(shè)備的溫度調(diào)節(jié)至焊縫溫度同等水平,然后才可以按照原有工藝?yán)^續(xù)熱處理施工。
(2)對處于降溫階段的焊縫,如果恢復(fù)供電時其溫度高于500℃,應(yīng)繼續(xù)使用設(shè)備控制降溫并適當(dāng)減少降溫速度,一般在原工藝降溫速度的基礎(chǔ)上再降低5℃/H,尤其是高合金焊縫必須嚴(yán)格控制降溫速度以避免冷裂紋的發(fā)生。當(dāng)焊縫溫度降至300℃以下后,可隨爐緩慢冷卻至環(huán)境溫度。
本文主要闡述了電力工程建設(shè)中焊接熱處理中斷情況的處置措施以及供電恢復(fù)后的熱處理質(zhì)量控制措施等內(nèi)容,通過本文的介紹能夠?qū)附訜崽幚硖峁┮欢▍⒖己蛶椭瑢τ谕苿与娏こ探ㄔO(shè)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。