1、原材料檢驗及焊接工藝
墻式再熱器管子材質為15CrMo，規格為∮50、壁厚4mm，密封板材質為20 g，規格為860mm x446 mm x6 mm，每塊板開9個∮52的孔，與墻式再熱器的管子進行裝配，在現場進行焊接。焊接采用E5015焊條，焊接方法為手工電弧焊。
焊接工藝：
a．施焊時最低環境溫度均在13℃。
b．焊縫處20 mm范圍內的氧化皮、銹等污物進行了嚴格的清理。
c．焊條經350℃烘干1h并放在保溫筒內使用。具體焊接工藝參數見表1。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、原因分析
墻式再熱器管板焊縫處發生多處泄漏，絕非偶然現象，裂紋出現在管子與密封板角焊縫的熱影響區，在管子側開裂。
對已經泄漏和其它未泄漏的管板焊縫進行外觀檢查，發現部分角焊縫有咬邊現象，咬邊長度和深度雖然都在電建規要求的范圍之內，但對于角焊縫來說，咬邊會產生嚴重的應力集中，這是產生裂紋的原因之一。
2.1焊接結構
密封板是多塊組合，每一塊密封板的尺寸為446 mm×860 mm x6 mm，每塊板有三排孔，每排有3個孔，兩個孔之間的距離分別為152.4 mm和170 mm，兩個焊接之間的熱影響區不重合，密封板具體圖示如圖1。
密封板的管孔直徑為∮52，而墻式再熱器管子的直徑為∮50，裝配間隙僅為1mm，裝配時不是每個管子與管孔的位置一致，因此個別管子與管孔裝配存在強制裝配現象，這樣焊接接頭就產生了較大的拘束應力。并且，此角焊縫為工地安裝焊縫，焊縫位置不是很理想，因此有一些焊縫的根部融合不好，在根部產生較大的應力集中。兩種應力重疊，造成此角焊縫的應力特別大，這是產生開裂的另一個重要因素。
另外，由于墻式再熱器管子從墻式再熱器聯箱出來后經過很短的一段距離就與密封板連接，從水冷壁穿墻而入后，經過很短后的一段距離就折成直角彎，向上延伸，使得墻式再熱器管子在密封板處產生很大的拘束應力，此應力沒有任何緩解和釋放的余地，這是產生開裂的另一個重要因素。
密封板焊縫和墻式再熱器聯箱以及墻式再熱器管子之間的位置關系詳見圖2。
2.2檢驗
將現場取下的具有代表性的泄漏管段取樣進行金相分析，具體結果如下：
首先將泄漏管段剖開，觀察裂紋的宏觀形態見圖3，裂紋位于焊縫及管材交界熱影響區的粗晶區邊緣，由管子外壁與焊縫邊緣的夾角處起始，直至管子內壁。
根據圖4管子母材組織分析，管子母材組織為：鐵素體+珠光體+貝氏體（少量），晶粒度為9級，內外壁均無脫碳層，未出現珠光體球化現象，顯微硬度HV10為207、218。
從圖5裂紋全貌看，裂紋由焊根及管子外壁處，單道斷續發展，表現為多條裂紋，短程串接，端部尖細，在裂紋起點附近有多個直徑為0.108~0.126 mm的不超標氣孔，其邊界圓滑，不能引起應力集中。
從焊縫金相組織看，裂紋形態為以沿晶與穿晶的混合狀態，焊縫組織為：鐵素體+珠光體+貝氏體，管子的近縫區組織為：貝氏體與馬氏體的混合組織，裂紋兩邊熱影響區組織的顯微硬度HVio為362、362、340、353。
根據微觀金相組織分析，裂紋產生于焊縫熱影響區，主要在密封間隙發生變化，裂紋在脆性區沿晶及穿晶發展，屬于金屬材料斷裂中的脆性斷裂（解理斷裂）。
上述現象說明材料在不同的條件下可以顯示出不同的破壞形式，最重要的影響因素是溫度、應力狀態和加載速度。溫度越低，加載速度越大，材料中應力狀態越嚴重，則發生脆性斷裂的傾向性越大。該密縫板板角焊縫應力狀態復雜，有三軸應力產生。當出現三軸應力狀態下的缺口效應時，就大大降低了材料的脆性，使該處材料變脆。加載速度對材料破壞的影響已由實驗證實，即提高加載速度可使材料脆性破壞，其作用相當于降低溫度。再熱器在進行水壓試驗時，由于其工作壓力是4.48 MPa，超水壓試驗壓力是6.72 MPa，在水壓試驗時，升壓泵的功率很大，使得升壓速度很難控制，很可能使升壓速度過快，造成加載速度過快，這樣就會在焊縫組織薄弱區產生脆斷。
3、處理方法
3.1從結構設計上進行更改
改變9個管孔同一塊板的結構，改變管孔直徑和型式，對水壓試驗時泄漏的墻式再熱器管子進行換管處理時，采用兩個半圓對接的型式，使裝配應力降低。
3.2注意焊接工藝的控制
焊接時嚴格按工藝執行，控制焊接電流和電壓，避免焊接熱輸入過大，避免產生咬邊。另外，在管子有水的情況下堅決不能進行焊接，以免使氫進入到焊縫中，引起氫脆現象。焊接時焊縫與母材要圓滑過渡，避免應力集中的產生。焊接前的點焊長度大于30 mm，以防止焊點開裂，對于焊接后已經發生變形的焊縫，用火焰加熱法消除其焊后殘余應力。
3.3盡量避免強制裝配，對于實在不能進行裝配的管子，要進行熱校，熱校之后方可進行裝配。
3.4合理安排焊接順序，緊挨著的管孔角焊縫不要依次進行焊接，以免使密封板變形。墻式再熱器穿墻管與墻式再熱器聯箱之間的焊口，穿墻管與密封板之間的焊縫，以及穿墻管進入爐膛后的第一道焊縫，這三道焊縫之間合理安排焊接順序，不要其它兩道焊縫焊完以后，最后改焊接墻式再熱器管子與密封板的焊縫，這樣，應力全部集中在管板焊縫處。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3.5現場已經泄漏的管子全部進行更換，更換的密封板的結構如圖1所示，更換的管子角焊縫按照焊接作業指導書的要求進行檢驗。
4、結束語
七臺河電廠墻式再熱器管板焊縫裂紋的產生，與結構設計有關，這種結構不利于現場安裝，容易產生嚴重的焊接拘束應力；另外，安裝單位在進行現場安裝的時候，進行了強制裝配，在管板角焊縫進行焊接的時候，產生了很大的應力集中，安裝單位對裝配和焊接時產生的應力集中，沒采取有效措施進行消除。但是通過選擇合理的焊接順序和正確的焊接工藝，完全可以消除該種裂紋。目前該鍋爐已經通過168 h滿負荷試運行，沒有出現一處裂紋。
