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宝钢5m轧机牌坊缺陷修复工程监理
2007-10-30 19:31:51 来源: 作者: 【 】 浏览:1085次 评论:0

汪  怡

    摘  要:本文介绍了宝钢5m轧机牌坊缺陷修复项目监理情况。根据该项目的特殊性并针对牌坊修复各阶段的工作内容制定了相对的监理控制程序,使得该焊补项目在全过程都处于受控状态下完成了任务。该项目为国家节省了巨额的资金,并保证了现场设备准点安装。
    关键词:轧机牌坊;裂纹焊补;设备监理
    中图分类号:C931.2    文献标识码:B

    宽厚板热轧工程是宝钢股份公司“十五”规划建设项目主体工程之一,投资及规模大。产品以管线板及船用板为主,并可生产机械、建筑、锅炉容器、模具等国内紧缺钢材。核心设备5m宽厚板轧机传动侧和操作侧两片牌坊是目前国内最大的轧机牌坊,每片铸件净重397t,材质GS -20Mn5V。2003年3月开始粗加工后,检查发现牌坊铸件出现了14条裂纹,其中最大的一条裂纹缺陷尺寸为3 630×l 080×400mm。面对如此严重的问题,设备总承包商德国SMS Demag公司专家建议将这两片牌坊报废,由德方重新制作供货,但无法保证安装进度。
    考虑到安装时间的紧迫,中国二重提出了焊补修复的方案。经反复论证,宝钢方同意了焊补修复的方案,为保障修复质量,委托宝钢监理公司就牌坊焊补修复工程进行监理。
    一、牌坊焊补修复工程监理方案的设计
    1.考察、分析,坚定信念
    经过考察和研究分析之后,我们认为,(1)中国二重对铸造牌坊的焊补是有丰富经验的。(2)焊补方案在技术上是可行的。关键是方案执行中能否严格按照操作规程认真执行。因此必须进行周密的监理方案设计。
    2.细致地进行裂纹情况调研和科学分析
    传动侧牌坊共有严重裂纹14条,其中上箱面八条,共分三个区域;下箱面六条。焊补修复约需使用焊料9t多(见图1)。

    操作侧牌坊裂纹呈交叉形状,共分七个区域,其中A区裂纹上箱面与下箱面几乎贯通,约使用焊料l0t多(见图2)。

    3.仔细研究二重提出的焊补工艺方案,并制定工程监理计划和程序
    根据对牌坊裂纹周边材质的化学分析结果,按照材料碳当量计算公式计算出的碳当量(CE)=0.55,焊补工艺要求焊前铸件局部预热至250℃。
    做好清理和坡口后,采用手工电弧焊和CO2气体保护焊方法,焊条采用J507 (A WSE7015 ),使用前在烘箱内进行350℃烘干1.5h,使用过程放在焊条保温筒内,盖好盖子,随用随取。焊丝采用ER50-6 (AWS70S-6)。
    在补焊操作规程中列出了预热温度及范围,规定了不同直径焊条的焊接电压、电流。
    焊补工艺方案中的逐条要求都必须严格落实,并配有监理人员的监督和管理。监理程序如图3所示。

    根据工程设备监理规范和质量控制需要,还做了以下几方面工作。
    (1)建立现场监理会议制度及业主、二重、监理三方联络体系。
    (2)确立以压力容器焊接工艺纪律及有关标准作为焊补工程的补充要求。
    (3)建立焊补工程质量监控代码及数据库管理系统(如图4)。

    二、质量监控措施
    1.焊接工艺评定的监控
    (1)对试板焊接、消应、探伤、力学性能试验、化学成分分析、硬度、金相分析等项目的质量和进度进行监督检查。
    (2)对焊工进行考核,考核合格取证后方可上岗施焊,并建立每个焊工的跟踪评定档案:①手工电弧焊工必须持有锅炉压力容器焊工合格证、船舶焊工合格证、美国阿斯米焊工合格证三证中的一个证;② CO2气体保护半自动焊工必须持有锅炉压力容器、压力管道焊工合格证。
    (3)对焊接材料、保护气体进行严格的复验报审。
    (4)对焊条的烘干、保温进行严格监控管理,对焊条(丝)、气体的消耗量进行认真统计并记录;核对设备的质量证明,检查炉腔的容积、高温及保温温度是否满足AWS507焊条的烘干要求。
    ①低氢焊条必须经350℃烘干保持1.5h,然后降到150℃进行保温,焊工开箱门取后立即装入焊条保温筒并盖紧盖头。
    ②CO2气体保护焊实心焊丝整盘拆除包装装入送丝机构后,立即用塑料挡板复盖好,防止灰砂和水分落在焊丝表面影响送丝和导电。
    (5)对焊接工艺评定报告进行评审,以得出适合的焊补参数。
    2.对焊接设备报审和探伤仪器的检定期限严格审查
    对手工焊补SS400型直流弧焊机和KRⅡ500型CO2气体保护半自动焊机进行质量检查及对设备上计量仪表校验的确认。
    3.对焊工施焊的劳动防护用品进行规范要求。
    4.对焊工的班次安排和轮休制度提出要求。
    5.对焊工休息场所提出整理、整顿、清理、清洁、清扫等“5S”要求。
    6.对施焊现场安全保护实施完善的要求。
    7.提出牌坊焊补修复工程团队建设的要求。
    三、施焊过程的监理
    1.裂纹清理
    在碳弧气刨挖除缺陷后监理工程师对坡口形状及其打磨情况进行确认并拍照记录。
    2.预热
    (1)缺陷挖除前对缺陷及200mm范围内加热温度进行复测。
    (2)焊前对坡口的预热温度进行复测。
    3.坡口形状监控
    对挖除缺陷后的坡口角、侧壁、底部、U型圆角过渡进行核查,特别是U型坡口的R应符合要求。在传动侧大裂纹中孤岛两侧U型焊接过程中,我们要求焊工必须两侧同步渐进形成,防止二次裂纹。
    (1)探伤检查坡口内无裂纹等缺陷后方可施焊,打底焊结束后无损检测监理工程师对MT探伤跟踪确认。
    (2)对打底焊的厚度进行控制。
    (3)采用气体保护焊时,每焊20~50mm厚度的焊补层应对引弧端、熄弧端及焊补层表面进行清理打磨,并经探伤检查无缺陷后方可继续补焊,同时上、下焊补层的接头要相互错开。
    (4)操作焊工的焊缝布局和操作手势的监控。由于焊工长时间工作处于疲劳状态,监理人员应耐心细致及时纠正焊工的焊缝布局和手势,保证焊接一次完成,减少返工。
    4.坡口堆焊至1/2坡口处后无损检测监理工程师对MT、UT探伤跟踪确认。
    5.热处理
    在进炉消应热处理过程中,要求监理工程师24h全程监控热处理状况,我们曾发现靠近炉门的一个探点温度偏低,立即通知二重方加大这一区域的供热,保证整个牌坊均匀有效消应。消应处理后要求无损检测监理工程师对MT、UT、PT探伤跟踪确认。
    6.焊接过程中的旁站检查
    (1)焊工着装的检查。要求焊工穿白帆布防护服、头套毛巾箍,防止汗水滴入坡口内。
    (2)牌坊预热及焊缝层间温度检查。
    (3)焊缝质量检查。对焊缝的分段区间长度、焊缝与焊缝的搭接等进行控制,防止接头过多和过厚、防止焊缝道一与道之间相压后出现较深的沟槽,发现缺陷及时整改处理。
    (4)按焊材直径和焊接位置严格控制焊接电流、电压。
    (5)对水平横焊的焊接电流作特殊要求,防止熔滴下坠。
    (6)对每层焊补焊缝焊接完后的中间锤击消应及清渣处理进行严格的规定和检查。
    (7)对焊接过程中坡口形状的形成进行跟踪指导。
    (8)对整体消应热处理炉温、件温的温度分布和加热、降温曲线进行跟踪记录。
    (9)对探伤前的焊缝打磨情况进行检查。
    (10)对焊接过程中的异常情况进行数据管理,定期进行统计分析,进行PDCA循环,不断持续改进。
    四、沟通管理
    通过建立现场监理会议制度及业主、二重、监理三方联络体系,定期举行监理例会通报现场情况,协调处理意见和进度。添置有关通信设备,及时向宝钢及监理公司专家汇报缺陷处理信息。特别是针对操作侧牌坊A区1号裂纹焊补至1/2处时,笔者作为总监向二重方提出应在焊补之3/4处再增加一次进炉消应处理和探伤检查,为最终获取焊补成功提供了保证。
    五、团队建设
    宝钢监理公司在这项特殊的监理工作中提出“监理方与被监理方互不为对手,与各方携手迈过所有坎坷”的行为准则,尊重中国二重的焊接工艺方案,与中国二重的工程技术人员、宝钢股份公司现场监造人员形成一个整体,通过日常和工作之外的活动沟通理解、加强团结、增进友情,使各方人员工作时精神饱满、谦虚谨慎。
    六、结果和成效
    2003年8月9日传动侧牌坊缺陷焊补焊接至1/2坡口深度处,经整体消应后的UT探伤结果表明99.8%合格,9月26日传动侧牌坊缺陷坡口焊补全部焊接完成,经整体消应后的UT探伤结果表明100%合格。
    2003年10月5日至10月10日,德国SMSDemag专家与中国二重检测人员对5m轧机传动侧牌坊缺陷焊补区域进行UT、PT探伤检测复探,其检查结果表明合格率为100%,双方签字确认。
    2004年2月28日,操作侧牌坊缺陷焊补区域完成UT、PT探伤检测复探,其检查结果表明合格率为100%,各方签字确认可以进入机械精加工。至此,宝钢5m轧机牌坊缺陷焊补工程圆满完成,各方一致表明,这两块牌坊完全可以交付生产,无须增加两块备件,为宝钢节约了巨额的费用,并且保证了工程的设备安装进度。

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Tags:宝钢 轧机 牌坊 缺陷 修复 工程监理 责任编辑:我心依旧

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