浅谈锅炉用焊接钢管焊接开孔及检验技术问题

谢迪明

摘 要：锅炉的主要工作是进行能量的转换，我们向锅炉投入的能量包括电能化学能等都蕴含在燃料中。而含有热能量的蒸汽、高温水等能量的有机载体则从锅炉中输出。我国的锅炉主要用在生活和工业中。例如，火电站、船舶、机车和工矿企业等。随着我国焊接钢管的技术越来越高，人们把钢管运用到锅炉的开孔处的焊接，但是因为是新型技术、新型材料的运用，导致我国现在还没有专业的技术规定、行业标准以及对锅炉钢管焊接开孔的检验验收要求。本文通过对焊接钢管的发展背景、锅炉用焊接钢管的质量和强度的探讨来分析锅炉用焊接钢管焊接开孔的检验验收要求。

关键词：锅炉；焊接钢管；焊接开孔；检验技术；质量和强度

中图分类号：TK223 文献标识码：A

伴随着我国现代经济的快速发展和人民生产生活水平的提高，人们对环境的保护越来越重视。我国的工业锅炉量大、面广、能源消耗量大，排放出大量的烟尘、二氧化碳、二氧化硫等污染物，因此给环境造成严重的污染问题。因此我国对工业锅炉的环保节能问题十分看重，锅炉用焊接钢管作为新型的技术和新型的材料对锅炉的节能减排有良好的作用，焊接钢管还具有管壁均匀、可以根据不同的尺寸供货、制造工艺简单以及生产成本比较低等特点。但是锅炉作为一个生产工具，我们要时刻注意它的安全性能，因此我们在用焊接钢管焊接锅炉开孔的时候，一定要注意自身的安全以及操作技术的规范，这样才不会给自身和企业带来生命和经济的损害。

一、焊接钢管技术的发展背景

我们想要进一步分析焊接钢管用于锅炉焊接开孔及检验技术的问题，就需要了解什么是焊接钢管、焊接钢管技术的发展背景等，这样我们才能从根本上了解问题的本质，从而完善锅炉焊接钢管焊接开孔及检验技术要求。

1.焊接钢管的制作过程及其特点

焊接钢管又被称作焊管，其制作过程为：首先用钢带或者钢板利用外力弯曲变形，有圆形、方形等形状，然后再焊接并且其表面有接缝的钢管。焊接钢管需要的原材料主要有钢板和带钢。从制作过程可看出焊接钢管的生产工艺比较简单，生产的效率较高，规格品种多，设备需要的费用较少，但不足之处是它的强度要低于普通的无缝钢管。

2.焊接钢管的发展背景

自20世纪30年代以来，伴随着检验和焊接技术的快速发展以及带钢连轧生产的进步，焊缝技术得到不断地提高，焊接钢管的品种规格如雨后春笋般日益增多，并且在不少的使用领域已经代替了普通的无缝钢管。焊接钢管有着比无缝钢管成本低、生产效率高的优点。20世纪60年代我国研制出了用于中低压锅炉的焊接钢管，到了90年代我国已经有钢管企业开始生产用于中低压锅炉的焊接钢管了，这些焊接钢管将用于锅炉的应用。2012年我国的焊接钢管锅炉行业也在稳定的发展中，因此在《锅炉安全技术监察规程》中明确地把焊接钢管作为锅炉的钢管用材。打破了原规程中不能用焊接钢管只能用无缝钢管的狭隘做法。从此在安全技术方面改变了我国一直沿用无缝钢管的局面，因此我国将会加大焊接钢管的发展力度，因为焊接钢管将会给企业降低生产成本、生产工艺比较简单，最重要的是焊接钢管分着不同的型号。

二、锅炉用焊接钢管的质量和强度

1.锅炉用焊接钢管质量的相关要求

在没有特殊要求的条件下，锅炉使用的焊接钢管是被允许其表面有氧化薄膜存在的，当然也可以利用热轧型钢带进行加工。但是需要注意的是焊接钢管的表面上不允许出现错位、裂缝、烧伤、结疤、压痕、和毛刺等毛病。焊接钢管制作允许有误差，但是误差的范围不超过壁厚允许负公差的其他缺陷存在。相对于普通焊接钢管，锅炉用焊接钢管的质量要求要更高。具体表现为：锅炉用焊接钢管需要用光亮的冷轧钢带卷为原料或钢管抛光处理这样其表面光亮而且无氧化。锅炉用焊接钢管不允许外毛刺的过多存留，其残留高度的不能超过+0.15-0.20mm-0.05mm。为了保持表面的光洁度，退火和正火热处理必须在有保护气体下进行。

钢管必须保证工艺性能这是为了锅炉用焊接钢管达到锅炉开孔焊接的技术要求和使用性能的需求。同时规定焊接钢管必须进行压扁试验、弯管试验、扩口试验等。锅炉用焊接钢管技术要求和取样频次都高于普通的焊接钢管，这在技术指标标准和相关协议中已明确规定。

2.锅炉用焊接钢管的强度要求

锅炉用焊接钢管通常在承受一定压力或受力条件下的结构件中使用，故对焊接钢管的力学性能的要求较高，根据焊接钢管在焊接和成形的过程中往往产生少许的应力和硬化，所以锅炉用焊接钢管的交货状态根据所要求的不同可以划分为三大种类。

未经热处理冷加工后的焊接，可以进行一定范围的冷加工，深层次表现就是其屈服强度提高了。

经热处理的退火状态焊接定径，可以最大化地消除冷加工硬化和焊接应力，这样就可以进行多种冷加工。

经正火热处理的正火状态焊接定径以后，不仅消除了焊接应力和冷加工硬化，而且改善钢管的力学性能，改变金属组织结构，深度细化了晶粒。用户可以提出多样的交货状态根据自己的使用要求。目前为止，我国焊管企业只有极少数工厂拥有热处理设备，不管是在线或者离线的设备，只有一部分工厂配有在线焊缝热处理设备，整体而言，可以消除焊接应力，改善了焊缝区域的金相组织钢管仍然是冷加工状态。

三、锅炉用焊接钢管焊接开孔及检验技术要求

1.锅炉的管孔不应该开在焊缝上

锅炉的集中下降管是锅炉的重要的承压部件，管孔的直径是比较大的，如果把它开在焊接缝上，容易给整个锅炉造成安全隐患。因此，设计人员在设计锅炉管孔的时候，需要避开锅炉的集中下降管的焊缝位置。

其他的焊接管孔也要避开焊接缝，而且还要避开高热影响区域。如果设计人员设计在承压部件上开孔的话，将会直接给筒体结构遭到连续性破坏，导致管孔周边的作用力迅速集中，从而削弱了锅炉筒体结构的承载能力。众所周知焊缝是接受压力最小、最薄弱的部位，如果在这薄弱的部位在开焊接钢管管孔，無疑是加重了焊缝的应力集中，从而给锅炉筒体结构带来大的安全危害。

2.不可避免在焊缝上开管孔应该注意的事项

设计必须在焊缝上开焊接钢管管孔时，必须要用射线和超声检测的方式来检测锅炉焊缝是否是合格的，如果是合格的我们才能开孔，在开孔后焊缝在开孔边缘不能出现夹渣等焊接缺陷。然后再用焊接强板覆盖焊缝，并磨平。焊接接头采用的是全焊透结构。

在相邻的两个筒节上的螺旋焊缝和直焊缝不能彼此相互连接，因为在焊接缝隙的时候，我们需要在焊缝连接处起弧和收弧，这样对焊缝的质量将会产生影响。焊接焊缝的时候还要重要一点就是，在主要的焊缝及临近的区域不能焊接附件。因为主要焊缝上已经形成残余应力，如果再在上面焊接附件，就使残余应力重复叠加，严重时就会导致只要焊缝开裂，影响整个锅炉的安全性能。

结语

锅炉用焊接钢管焊接开孔及检验技术问题虽然都是细节问题，但是它却关系到整个锅炉整体的安全性能。因此，我们更应该从细节入手，认真对待焊接钢管焊接开孔及检验要求，保护好工作人员及企业的人身及财产安全。

参考文献

[1]张兵，林震欧.锅炉用焊接钢管焊接开孔及检验技术问题探讨[J].化工管理，2016（17）：192.

[2]贺森栓，王大齐.锅炉用焊接钢管[J].焊管，2005（1）：6-11+66.

[3]张利民，何昌宪，李立群.低中压锅炉用焊接钢管的检测及其对技术条件的探讨[J].中国锅炉压力容器安全，2001（4）：44-47.

[4]耳野享，杨一农.锅炉用焊接钢管的质量和强度[J].工业锅炉，1976（1）：11-21.