WRCS焊接群控技术在超超临界锅炉细晶粒异种不锈钢焊接中的应用

史俊文宋亚丽王明亮

（山西电力建设有限公司山西省太原市030000）

摘要：随着超（超）临界机组容量和参数的不断提高，在受热面部件选材时大量的运用了SA213-Super304H、SA213-TP310HCbN这些高档次细晶粒不锈钢材料，给焊接工艺带来了更高的要求，在此提出了运用WRCS焊机群控技术对这类高合金材料焊接的设想，并通过实践操作证实了其可行性和实用性。介绍了群控焊接技术在实际应用中产生的效果和效益。

关键词：群控技术；可行性、实用性；

引言晋能保德2×660MW超超临界低热值煤发电工程，高温再热器管排中出现了规格为Φ57×4的细晶粒Super-304H与SA213-TP310HCbN（HR3C）异种钢焊口共计1680道，且管排与管排之间的中心距离为216.5mm，因高温再热器安装位置高、四周作业区域空间狭小，采用以往的焊接方法为使用WS-400和YD-400AT焊机和镍基焊材（Thermanit617）对此焊接接头进行焊接，此种焊机工艺参数人为可调节因素较大，焊接工艺参数得不到良好的控制，且Thermanit617焊材热传导性差、焊接时溶化的铁水粘稠、流动性差、不易操作、容易产生焊接缺陷，直接影响焊接效率，且在进行无损检验时，容易产生未熔合及未焊透等缺陷，影响焊接质量，严重影响机组施工进度，我们针对该难题展开技术研究、针对该钢材的特殊性和现场安装焊接的技术难点进行分析，在克服以往习惯性思维的焊接基础上，借助现代高科技网络信息技术，采用YT-HR3C专用焊材和WRCS焊机群控技术进行施工焊接，不断克服了该钢材焊接中的焊接技术难点，高质量、高标准、高效益的完成了受热面高温再热器异种钢的焊接施工。

1、焊接工艺的选择和远程群控技术的实施

1.1焊接材料的选择

为了保证焊接接头的质量，选用与之相匹配的焊接材料和通过焊接工艺评定确定合适的焊接工艺是至关重要的，我们通过查找资料和实际进行焊接工艺评定试验，发现日本住友金属熔接株式会社YT-HR3C焊丝是与细晶粒（Super-304H+HR3C）异种钢两侧相匹配的产品，并发现采用焊丝YT-HR3C焊接细晶粒异种不锈钢（Super-304H+HR3C）可防止焊缝发生σ相脆化，使焊接接头的蠕变断裂强度和母材相当，得到了相较与镍基焊丝焊接更为合格的金相组织，且该焊丝铁水流动性良好、焊接操作性更强且焊接完成的焊缝在进行无损检验时合格率明显提高，并达到了同时兼顾此类异种钢接头两端特性的要求。

1.2焊接设备的选择

我们通过调研发现采用WRCS焊机可以对Super-304H与HR3C异种钢焊接时的焊接工艺参数进行远程控制，并可对焊接时实际工艺参数及工作状态进行数据记录，并形成可追溯性资料。

2、远程群控技术的实施

2.1WRCS焊机布置

根据高温再热器高空焊口位置介于锅炉K2和K3轴之间的炉膛中心位置，为了便于现场施工使用和提高现场安全文明施工要求，把制作好的能够容纳6台焊机的小型焊机集装箱布置在周围没有管道、钢梁等阻隔且保证焊接结束锅炉封闭前能够完整吊离的位置，在锅炉顶部左右侧对称位置各布置一件焊机集装箱，用来满足现场高峰时期施工的需求，此时把准备好的12台WRCS焊机整齐地摆放安装至焊机集装箱内，并通过布置二次线的方法，把接线端子盒过渡到靠近焊口的位置。

2.2WRCS焊机信号发射器（基站）的安装

为了实现焊接质量的全面提升，我们通过信号发射器将现场的焊机与焊接管理人员设置在现场办公室内的计算机监控显示器连接，为了使现场锅炉范围内焊接使用的WRCS焊机的实时数据能够准确无误的传回到现场办公室内的计算机监控显示器上，我们采取了在锅炉顶部安装信号发射器，我们通过对现场施工区域和办公室区域距离的实地测量，制定了安装对策，在锅炉顶部75米K2轴2.8列的位置水平次梁上焊接提前准备好的规格为100mm的槽钢，并通过规格为Ø12的螺栓把发射器固定在焊好的槽钢上。

2.3信号发射器与计算机显示器的连接

信号发射器通过485数据总线和数据转换器连接到计算器显示器上，基站两侧有4个led灯，左侧两个为通道信号灯，当成功连接到焊机时，通道灯闪烁。右侧为访问应答灯和电源指示灯。当系统访问基站时，访问应答灯闪烁。

2.4WRCS系统的使用功能

WRCS系统使用先进的网络信息技术，系统含一台数据转换器，前端接口有网口和RS232接口，状态指示灯。后端含220V输入，RS485接口1，RS485接口2，电源开关。转换器后端通过RS485接口和基站连接，前端通过RS232接口和高位机连接，实现对多台焊机的智能化管理与监控。系统可实时采集每台焊机的工作电压、工作电流、线能量、起弧收弧时间等参数，并在计算机软件监控界面上直观显示实时焊接数据，相关人员可远程监控网络覆盖范围内每台焊机的工作状态，同时将焊接实时数据存储到软件数据库，方便后期调取查询记录。

WRCS焊机远程群控系统根据管理人员权限的不同，限制开放相关功能，规范软件操作，保证数据存储的安全性。

3、实施效果

经优化焊接工艺，现场采用焊丝YT-HR3C和WRCS焊机远程群控技术对Super-304H与HR3C异种钢进行焊接，防止了焊缝发生σ相脆化，使焊接接头的蠕变断裂强度和母材相当，从而得到相较与镍基焊丝焊接更为合格的金相组织，且操作性更强。并达到了同时兼顾此类异种钢接头两端特性的要求，对焊接工艺参数进行过程控制，减少了焊接接头产生未熔合及未焊透等缺陷的发生，有效提高焊接质量及焊口一次合格率并提高了施工效率。本方法焊接操作过程简单、安全、效率高、可对焊接时实际工艺参数及工作状态进行数据记录，并形成可追溯性资料同时有效降低了施工成本。

4、结束语

通过在本项目中群控焊接技术的成功应用，将逐步在其他工程中推广，该方法对细晶粒异种不锈钢焊接有极强的适用性和推广性，对其他的焊接工艺具有参考价值。

参考文献：

《火力发电厂金属焊接手册》［S］

DL/T869-2012火力发电厂焊接技术规程［S］

DL/T868-2014焊接工艺评定规程［S］