（山东电力建设第三工程有限公司）
摘要：摩洛哥努奥三期150MW塔式光热电站熔盐热罐设计材质为A240Gr.347H，设计温度570℃，直径41.3米，高19.5m，容积约2万m3，最大壁板厚度达46mm。熔盐储热罐是光热电站重要储能设备，不锈钢熔盐罐的焊接工程量和施工难度远高于其他水箱和罐体，不锈钢熔盐罐焊接质量控制尤为重要，本罐采用自动焊焊接工艺，利用改良的液压垂直二保焊机和横缝埋弧焊机，倒装安装工序，节约人工成本，增加生产效率，提高焊接工艺质量。
关键词：A240Gr.347H熔盐罐焊接质量控制
【正文】
由于熔盐罐焊接工作量大，组片多，规格杂，不锈钢晶间腐蚀倾向大，要严格控制层间温度，焊接变形是质量控制的重点，底板变形、壁板与底板角焊缝的焊接是控制的难点，焊接过程中要特别注意：严格执行WPS工艺参数，控制层间温度不高于150℃，减少焊接热输入；背部清根，必须打磨清理彻底，没有夹渣、未熔等缺陷，PT检验后进行次层焊接；做好防风、防雨措施，降低焊缝缺陷的产生几率。焊接质量主要控制流程为：罐体材料的研究和焊材的选择→工艺评定试件制备和试验→编写焊接工艺评定→罐底边缘板和中幅板铺设焊接→上部第1层壁板组装焊接→罐顶板拼装焊接→上部第2层壁板至第1层壁板组装焊接→壁板与底板角焊缝焊接→加热器等附件及人孔门焊接→完工验收。
1.罐体材料的研究和焊材的选择
1）对A240Gr.347H的化学成份（表1）和力学性能（表2）进行研究。
表1化学成分
表2力学性能
2）选择与不锈钢A240Gr.347H匹配的焊接材料。
对于347H高碳材料，需选用焊材碳含量必须大于0.04%。
埋弧焊丝采用BOHLERTHERMAINITH-347ER347
二保焊丝采用BOHLERE347HPW-FDE347HT1-4（1）
2.工艺评定试件制备和试验
1）根据《ASMEIX焊接和钎焊评定标准》的要求，准备和焊接评定试件，外委进行耐腐蚀试验，微观金相，宏观金相，铁素体含量，拉伸试验，弯曲试验。
2）根据试验结果，编写工艺评定报告，制定焊接作业指导书。
3.编写焊接工艺评定WPS制定FCAW、SAW以及组合工艺的焊接方法的焊接工艺。
4.焊工考试焊工经考试合格后，持证上岗。焊工首次施工焊缝100%RT检验。对每周焊工合格率进行统计，对于合格率低的焊工经重新培训再上岗。
5.焊材管理焊材焊剂到货后，进行报审批，焊材必须满足ASMEIIC标准；焊材库有完整的入库和发放回收记录。
6.罐底边缘板和中幅板铺设焊接
1）边缘板焊接，采用二保焊施焊。先焊外边缘300mm部位的焊缝，外端加引弧板，由罐内向外施焊，采用隔缝对称施焊法，焊工对称均布。
2）罐底中幅板为对接焊缝，采用二保焊施焊。先焊短焊缝，后焊长焊缝。焊接长焊缝时，由中心开始向两侧分段退焊。
3）焊接顺序为：边缘板外300mm焊接（在第一圈壁板安装之前焊完）→罐底中幅板焊接→边缘板焊接（待底板角焊缝焊接完）→龟甲缝（指罐底边缘板与中幅板之间焊缝）焊接。
7.上部第1层壁板组装焊接
壁板纵缝为双面坡口，采用液压垂直自动二保焊接工艺，外侧打底，背部彻底清根，PT检验合格后，进行填充焊接。
8.罐顶板拼装焊接
1）罐顶板焊缝采用搭接形式，铺设完毕检查合格后，采用半自动二保焊进行焊接。焊接顺序：先焊罐内侧焊缝，再焊外侧焊缝，最后焊接与包角钢间的环焊缝。
2）罐顶由多名焊工对称焊接，同向、小电流施焊，采用隔缝对称施焊方法，由中心向外分段退焊，退步长度1m。
3）罐顶外圈两条环焊缝，应安排多名焊工均匀分布，同向、同时采用间段焊。
9.上部第2层壁板至第1层壁板组装焊接
1）通过液压顶升装置提升熔盐罐壁板进行组对。
2）先焊纵焊缝，后焊环焊缝。当焊完相邻两圈壁板的纵焊缝后，再焊其间的环焊缝；先焊外侧焊缝，后焊内侧焊缝，在焊接内侧前，应清焊根打磨，PT检验无问题后，进行次层填充焊接。
3）壁板纵缝焊接：采用液压垂直自动二保焊工艺。壁板纵缝下端留出50～100mm，在环缝组对后焊接。
4）壁板环缝焊接：先焊外侧再焊内侧，先采用半自动二保焊外侧打底，改良横缝自动埋弧焊机填充盖面，外侧焊完内侧清根打磨，采用自动埋弧焊工艺，多层多道焊。由多台焊机沿罐壁圆周对称均布，同一方向施焊。
10.壁板与底板角焊缝焊接
1）底板角焊缝（指底圈罐壁与罐底边缘板之间角焊缝）应在壁板焊缝全部焊接完、龟甲缝焊接前进行焊接。先焊内侧焊缝，后焊外侧焊缝。
2）采用半自动二保焊接方法，施焊时，采用间断焊法，焊工对称均布，沿同一方向施焊；多台焊机应沿罐圆周均布，同一方向施焊。
3）防变形措施：罐体内外两侧均采取固定措施，减少焊接式底板的变形，内侧用槽钢固定，外侧焊接不锈钢板进行固定。
4）焊接方案：采用小电流、低热输入量的二保焊代替埋弧焊接。焊接采用逆时针的间断焊，焊工以罐的对称方向进行对称焊接。具体方案如下：
a．将罐角焊缝等分成6段，每段长度21.6m。每段以1m的长度进行划分，逆时针方向分别标记成1号至22号。（见图1）
b．6个焊工分别同时从1号位置开始对称焊接，然后依次焊接3，5，7，…21位置，然后再焊接2，4，6，…22。
c．为防止变形，一层焊完再焊下一层，焊接速度保持一致。控制好层间温度，不锈钢层间温度不超过150℃。
图1间断焊划分
11.加热器等附件及人孔门焊接
加热器和人孔门，坡口类型为X型，采用半自动二保焊双面焊，需多层多道焊，层间接头应错开。
结论所有焊缝按照ASME规定比例和方法进行无损探伤合格后，经过7天注水实验，焊接质量满足设计要求。
参考文献：
《ASMEⅡ材料C篇焊条、焊丝及填充金属》-2015版
《ASMEIX焊接和钎焊评定标准》-2015版
《ASMEB31.1动力管道》-2016版
《API650焊接石油储罐》-2013版