膜式水冷壁典型工艺

＃1锅炉膜式水冷壁管屏制作技术要求1、工作内容和范围鸭河口电厂锅炉采用法国STEIN公司技术，西班牙Babcock—Wilcox公司制造，型式为亚临界参数、一次中间再热、控制循环、燃煤汽包锅炉。

目前由于炉内经常结焦，冷灰斗区域水冷壁管道经常被掉落下来的焦块砸伤磨损。

严重影响机组的安全稳定运行。

利用本次小修期间对其进行更换，为了缩短施工工期和保证施工质量，所以本次购买制作成屏的膜式水冷壁。

2、技术要求2.1 主要工参数：2.1.1 工况参数：水冷壁管道规格：Φ38×5.6；材质：15CrMo；介质：水；温度：330 ℃；烟温：850℃；管道设计工作压力211Bar。

2.1.2 弯管数量、规格：弯头组件2屏（其中40根弯为1屏），角度55度弯头，弯头弯曲半径127mm，管子间节距均为51mm。

另在管道向火面加焊一根10mm的同材质的圆钢或方钢（见图1）；制作时要严格按照JB／T5255－1991行业标准执行图12.2 水冷壁管道技术要求2.2.1 本次加工膜式水冷壁所用的管道需使用正规宝钢集团的产品，当乙方管道采购后，需通知甲方人员验收合格后，方可开始实施膜式水冷壁管屏加工；2.2.2 高压锅炉用无缝钢管(水冷壁管道)的技术要求和质量检验应符合GB5310-1995和DL/T715-2000中的有关规定；2.2.3 管道的外径和壁厚的允许偏差要求：水冷壁管道规格：Φ38×5.6外径（D）允许偏差：± 0.75％；壁厚（S）允许偏差：±10％；2.2.4 椭圆度和壁厚不均要求，分别不超过外径和壁厚偏差的80％；2.2.5 管道弯曲度要求，不得大于1.5mm/m；2.2.6 管道材质：高压锅炉用无缝钢管15CrMo，管道的化学成分允许偏差应符合GB222的规定；钢管的非金属夹杂物按GB10561中的规定，不大于2.5级；2.2.7 直管外形要求：2.2.7.1钢管两端端面应与钢管轴线垂直，管端应无毛刺；2.2.7.2 钢管的弯曲度不不得大于1.5mm/m；2.2.8 管道内外表面不允许有裂纹、折叠、轧折、离层、凹陷、结疤等缺陷，热轧管道轧折深度不大于壁厚的5％；2.2.9抗拉强度要求：参照GB5310-95 <<高压无缝钢管>>中规定，要求本次采购的钢管抗拉强度的试验结果不得低于460 Mpa。

第27卷第3期水利电力机械Vol.27　No.3　2005年6月WA TER CONSERVANCY &EL ECTRIC POWER MACHIN ER YJ un.2005膜式壁的MA G 焊接MA G welding technology of the water film cooling wall丁凤琴,王仲焕(郑州锅炉厂,河南郑州　450001)摘　要:介绍了膜式水冷壁的使用优点。

详细论述了膜式壁的结构、焊接特点及保证管屏焊接质量所采取的措施和焊接工艺。

膜式壁MA G 焊接变形小,省去了矫正变形工序,提高了生产效率。

关键词:膜式水冷壁;MA G 焊接;管屏中图分类号:TG 444+.77 文献标识码:B 文章编号:1006-6446(2005)03-0014-02收稿日期:2003-11-17作者简介:丁凤琴(1964-),女,河南辉县人,郑州锅炉厂工程师,主要从事锅炉压力容器的工艺工作。

0　引言大容量高参数的电站锅炉及环保型循环流化床锅炉都广泛地采用了膜式水冷壁结构。

膜式水冷壁的使用,能够保证炉膛、炉墙的密封性,降低排烟热损失,减少燃烧室、炉膛漏风,可以实现微正压燃烧,提高热效率。

同时也减小炉膛的蓄热能力,使燃烧室升温快,冷却也快,可缩短启动和停炉时间,降低成本。

郑州锅炉厂大部分膜式壁是采用脉冲混合气体保护焊(MA G12)焊接,它可以一次完成三生双翅管(3管4扁钢)的制造,拼排管屏宽度可达1600mm 。

工件不需翻身,双面焊缝同时焊接,焊件变形小,精度高,生产效率比常用的MMA 焊机效率高4～6倍,是目前国际国内制造光管加扁钢锅炉膜式壁管屏的最先进方法。

1　膜式壁的结构特点膜式水冷壁是由光管和鳍片(扁钢)焊接而成。

膜式壁管间节距s 与管子外径d 的比值为1.3～1.35,见图1。

采用大的管间节距,即宽的鳍片,可降低膜式水冷壁质量,减少金属耗量。

但鳍片不能过宽,否则在向火面热负荷作用下,鳍端由于金属温度过高而损坏。

膜式水冷壁散装热水锅炉施工工法大庆油田工程建设有限公司安装公司徐世通李运德1 前言目前，采用膜式水冷壁进行散装热水锅炉安装已经成为国内热水锅炉施工的一项主要施工方法，替代普通水冷壁式（砌筑炉墙）锅炉是热水锅炉安装的发展趋势。

膜式水冷壁散装热水锅炉安装不用砌筑炉墙，采用鳍片水冷壁管进行连接，形成膜状密封壁，从而达到密封效果，并且加大了炉膛的受热面积，提高了热效率。

大庆油田工程建设公司安装公司于2011年在庆葡地区锅炉房改造工程施工4台20T散装膜式水冷壁燃气热水锅炉，运行情况良好，结合实际施工经验编制膜式水冷壁热水锅炉施工工法。

2 特点2.1工艺流程科学合理，便于施工操作。

2.2施工设备简单，机械和人工投入少。

2.3施工速度快，施工周期短，质量可靠，经济效益好。

2.4适应性强，施工不受土建、工艺等专业限制。

3 适用范围本工法适用于各类散装燃气、燃油热水锅炉安装。

4 工艺原理膜式水冷壁就是把多根两侧带鳍片的水冷壁管沿纵向依次的焊接起来，组成一个整块的水冷壁受热面。

先焊锅筒两端对流管排，再从两侧管排的中间向两端跳跃施焊，每一组件的大小按循环回路管组的要求整焊而成，安装时组与组间再用焊接密封，使炉膛四周被一层整块的水冷壁膜片严密地包围起来。

膜式水冷壁对炉墙的保护作用最为彻底，故炉墙只需用保温材料，而不用耐火材料，使炉墙厚度、重量都大为减小。

5 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程本工法以20T散装燃气热水锅炉为例进行介绍。

（1）材料进场及施工准备→（2）基础校正及大底板安装→（3）炉管校正→（4）锅筒、集箱安装→（5）锅炉本体管束安装→（6）锅炉本体水压试验→（7）锅炉本体气密性试验→（8）锅炉保温→（9）烘、煮炉→（10）管道、阀门、仪表、燃烧器及附件的安装→（11）调试运行。

5.2材料进场及施工准备5.2.1材料进场前将材料场地清理完毕。

5.2.2材料拉运及吊装配套车辆就位，采用25T汽车吊及40T拖板。

膜式水冷壁焊接工艺循环流化床锅炉是目前新兴的电站锅炉，用以代替煤粉锅炉，广泛用于中小型电站。

具有节省能源，污染少，成本低，可燃烧多煤种，特别是劣质煤等优点，目前正大力提倡用以替代煤粉锅炉。

但由于水冷壁采用的是膜式水冷壁，成排管在地面组对时增加了不少困难，空间位置为水平固定加障碍，焊接工艺有较大的变化。

现就YG75/3.82-M1型锅炉水冷壁组焊工艺探讨如下。

一( 组对及焊接过程中常见的问题及原因。

1. 组对错口膜式壁在制造中由于鳍片的宽度及焊接位置误差造成管中心间距不一致，另外膜式壁在与管子焊接时及在运输过程中都会造成变形，从而反映在组焊时焊口上下、左右错口值过大。

2(组对间隙变化成排膜式壁组焊时焊口数量19-64不等，如果定位焊的顺序及点焊的数量位置不对，都会使组对间隙产生不均匀变化，变小，甚至挤死，这样必须把已定位好的焊口磨开，即使已定位完毕。

考虑组对顺序、控制焊口间隙，这是膜式水冷壁与光管水冷壁的最大不同。

3(未焊透焊接电流、根部间隙过小，钝边太厚，焊接过快易产生未焊透，此外不正确的焊丝及焊枪角度，也会造成未焊透。

4(气孔气孔是手工钨极氩弧焊和手工电弧焊时常见的缺陷，其主要原因如下:1) 坡口及周围油、漆、锈等污物清理不干净。

2) 现场防风措施不当或管内有穿堂风，影响氩气保护，以及电弧不稳定燃烧。

3) 电焊条烘干温度不够，在现场未保温，重新受潮，打底与盖面间隔时间过长，盖面时未预热。

5.夹渣与夹钨盖面时未彻底清除打底层表面的少量熔渣;打底时，因操作方法不当，焊道与坡口两侧有较深的沟槽;盖面采用断弧焊，坡口两侧停留时间过短，熔渣未及时浮出，都易形成夹渣。

钨极磨的过尖过细，采用短路引弧时，钨极伸出长度过长，运枪动作不稳定，钨极与焊丝和熔池相碰，又未能及时停止焊接，造成夹钨。

6(夹丝装配间隙过大，送丝时用力过大。

7(内凹与焊瘤装配间隙过小，在焊缝下部内加丝量不够，易形成内凹。

装配间隙过大，在焊缝上部由于电弧吹力和自重作用，坡口托不住熔池，焊缝下流，形成焊瘤。

膜式水冷壁管屏平――仰角MAG焊接工艺研究摘要】本文详细讨论了锅炉膜式水冷壁管屏采用平、仰角同时进行MAG焊接的工艺及规范，并进行了工艺试验，试验结果表明采用该规范焊制的膜式水冷壁产品，成形美观，导热性能符合相关标准要求，对实际生产有一定指导意义。

膜式水冷壁(以下简称膜式壁)管屏是锅炉主要受压部件，制造工作量大，周期长，生产工艺复杂，是锅炉制造的薄弱环节之一。

目前国内外主要采用埋弧焊和熔化极气体保护焊(GMAW)两种焊接方法焊制锅炉膜式壁管屏。

其中埋弧焊工艺焊速较高，但对焊剂处理和保存要求较高，包括焊剂烘干、输送、挥手和去渣等；另外，由于采用单面焊接，焊后产品变形大；生产工序复杂，还需翻身进行反面焊接。

而GMAW工艺能双面同时焊接，工件受热均匀，管屏变形小；由于省去翻身焊接和减少了产品焊后变形校正工作量，生产效率高，逐渐被生产企业所重视和接受。

但GMAW焊焊缝成形与很多因素有关，如何保证焊缝连续成形且性能达到要求的问题仍困扰着许多生产企业。

因此，水文拟结合生产实际，详细讨论并提供采用熔化极气体保护焊方法焊制膜式壁管屏应掌握的正确焊接工艺参数及焊接规范。

一、脉冲MAG焊接方法膜式壁管屏通常由钢管加扁钢焊制而成，生产时一般先焊接小单元，然后将小单元用钢管和扁钢连接起来，通过拼排，焊制成较宽管屏。

膜式壁管屏小单元结构及焊缝如图1所示。

1．MAG焊接方法焊接时应采用直流反接法，即工件接负极，焊枪接正极，此时电弧稳定，飞溅小。

焊制膜式壁管屏的管子和扁钢一般为低碳钢，因此宜采用富氩加CO2，两元混合气体作为熔池保护气体即富氩MAG焊方法，氩气比例在85％左右。

这样既可避免纯氩MIG焊由阴极斑点漂移引起的电弧小稳定，以及润湿性差、熔深浅、焊缝中间突起、成形差的缺点，又可克服纯CO2焊飞溅大、易出气孔的缺点。

2．平、仰焊接特点平角焊缝的MAG焊规范参数调节范围较宽，焊缝成形符合技术要求的难度较小，容易达标，而MAG焊的仰角焊技术难度较大：首先足不易成形，当规范不适合时，液态熔池会下溢，则焊缝断续或焊缝不成形；其次，即使焊缝成形了，但外形尺寸小符合要求，或咬边或焊脚不对称，成形较差。

垃圾焚烧炉水冷膜式壁堆焊高温合金技术分析传统低温燃烧垃圾焚烧炉的水冷膜式壁表面可通过堆焊不锈钢来提高其耐腐蚀作用，但存在二呃英排放超标的问题.。

可见，在水冷膜式壁表面堆焊不锈钢已不能满足高温耐蚀的要求.。

由此，本文提出采用堆焊高温合金来解决此问题.。

关键词：水冷膜式壁；高温合金Inconel625；CMT焊接；焊接变形1 研究背景焚燒炉是常用于医疗垃圾、生活垃圾和工业危险废弃物等无害化处理方面的一种无害化处理设备.。

其原理是利用煤、燃油及燃气等燃料的燃烧，将要处理的物体进行高温焚毁碳化，以达到消毒的目的.。

传统的低温燃烧垃圾焚烧炉，通过在膜式壁表面堆焊不锈钢来提高其耐腐蚀性，延长使用寿命.。

但存在的问题是：在燃烧温度低于300～400℃时容易产生二呃英.。

二呃英为无色无味、毒性严重的脂溶性物质，容易聚积在食物链中.。

在食物中的位置越高，二呃英聚集的程度就越高.。

人类短期接触二呃英可能导致皮肤损害，长期接触会对免疫系统、神经系统、内分泌系统及生殖系统等造成损害.。

国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物.。

提高炉膛焚烧温度、增加燃烧停留时间和加强燃烧混合程度等措施可以显著降低二呃英的炉内生成.。

在水冷膜式壁表面堆焊不锈钢已不能满足高温耐蚀的要求[1]，故采用堆焊高温合金来解决此问题.。

2 焊接性分析及材料选用Inconel625是以钼、铌为主要强化元素的固溶强化型镍基变形高温合金，具有优良的高温耐腐蚀和高氧化性能，从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且能耐盐雾气氛下的应力腐蚀，可应用于垃圾焚烧锅炉、生物质锅炉和冶金行业余热锅炉水冷壁[2].。

表1和表2是Inconel625镍基合金与碳钢化学成分、力学和物理性能对比.。

从表1和表2可以看出，Inconel625镍基合金与碳钢的化学组成差别较大，在焊接时存在堆焊层合金元素被基体金属稀释的问题，从而引发因成分变化而造成组织与性能转变的问题.。

3.2电站锅炉制造工艺3.2.1概述电站锅炉是指以发电或热、电联产为主要目的的锅炉，一般指额定工作压力大于等于3.8MPa的锅炉。

主要承压部件有锅筒，启动（汽水）分离器，集箱（包括减温器），集中下降管，蛇形管（过热器、再热器、省煤器等）、膜式壁等部件。

绝大多数的电站锅炉都为散装形式，在锅炉厂内完成各个部件的生产，在安装现场将锅炉各个部件组合在一起，形成完整的锅炉。

电站锅炉部件制造工艺总的流程：锅炉总体设计文件、设计总图（经过鉴定和节能审查）→锅炉各个部件制造加工图→锅炉各个部件制造工艺文件（工艺卡）→制造加工。

3.2.2电站锅炉锅筒的制造工艺3.2.2.1锅筒的作用锅筒是自然循环锅炉的重要部件(图3.1、图3.2、图3.3),与下降管、水冷壁、联箱连接，组成水、汽的自然循环系统。

同时，锅筒还是接受来自省煤器的给水，并向过热器输送饱和蒸汽，所以，锅筒是加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。

锅筒内装有汽水分离设备、加药装置及连续排污装置，用以保证蒸汽品质和减少炉水中溶解固形物含量使其在规定值以下。

锅筒中存有一定水量，因而有一定的贮热能力，在负荷变化时可以减缓汽压变动的速度。

图3.1电站锅炉锅筒的图样图3.2 大型电站锅炉的锅筒吊装图3.3 大型电站锅炉的锅筒连接及悬吊结构3.2.2.2 锅筒制造工艺锅筒由筒体（也称筒节）、封头、下降管、大小管接头，还有锅筒内部装置等零部件组装焊接而成。

它的一般制造工艺：选材→下料（光谱检查、材料标记移植、材料切割）→封头压制、筒节卷圆→坡口加工→组对→焊接→受压元部件成形→无损检测→开孔→焊接管座、管接头→角焊缝无损检测（有需要时）→热处理（有需要时）→耐压试验→内部清理、内部装置安装→封头封堵→油漆包装→出厂。

锅筒的制造难度较高，一般是卷焊结构，如图3.4由钢板卷制焊接成的圆筒体，两端焊上冲压成型的凸形封头。

锅筒外部连接各种受热面管子，内部则装设有各种内件（主要是汽水分离装置、蒸汽清洗装置、排污装置、加药装置、取样装置等）。

蒸汽锅炉膜式水冷壁及直流蒸汽锅炉水冷壁介绍一、蒸汽锅炉膜式水冷壁介绍：（文章来源：河南永兴锅炉集团转载请注明！）蒸汽锅炉膜式水冷壁有两种类型，一种是光管之间焊扁钢形成蒸汽锅炉膜式水冷壁；另一种是由轧制成型的鳍片管焊成。

膜式水冷壁对炉墙的保护最好，炉墙的重量、厚度大为减少。

因为膜式水冷壁的炉墙只需要保温材料，不用耐火材料，因而可采用轻型炉墙。

同时，水冷壁的金属耗量增加不多。

此外，膜式水冷壁的气密性好，大大减少了炉膛漏风，甚至也可采用微正压燃烧，提高锅炉热效率。

由于蓄热能力小，锅炉炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉时间。

厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。

膜式水冷壁的缺点主要是制造工艺较复杂，设计时必须考虑到它的一些特点。

如不允许两相邻管子的金属温度差超过50℃（这个要求对自然循环锅炉是容易做到的），因要把水冷壁系统制成整体焊接的悬吊框式结构，设计膜式水冷壁时必须保证有足够的膨胀延伸自由，还应保证人孔、检查孔、看火孔以及管子横穿水冷壁等处有良好的密封性。

水冷壁管穿过炉墙的部分要流出膨胀间隙。

为了防止漏风，间隙内填充石棉绳。

对于敷管炉墙，炉墙贴附在水冷壁管外面形成一个整体，穿墙部分可不留间隙。

膜式水冷壁由于具有显著的优点，因而得到了广泛的应用。

大型蒸汽锅炉锅炉几乎全部采用的是膜式水冷壁。

二、直流蒸汽锅炉水冷壁介绍：相对来说，直流蒸汽锅炉的水冷壁设计难度较大。

直流蒸汽锅炉的水冷壁中的工质时靠水泵压头作强制流动，不像自然循环蒸汽锅炉那样总是布置成垂直上升管屏，而可以较自由地布置成各种形式。

（文章来源：河南永兴锅炉集团 转载请注明！）水平环绕上升式水冷壁（或称螺旋管圈水冷壁）对炉膛四周吸热不均性不很敏感，允许工质焓增大（达1200kJ/kg）。

因无中间集箱，金属耗量小些。

但是，在安装工地装置的焊口多，安装周期长。

这种型式的水冷壁在超临界压力和亚临界压力情况下均可应用。

水平曲折上升式水冷壁对炉膛各面墙宽度的吸热不均匀性也不敏感，易于组装，但制造稍为复杂，阻力比前一种型式大。