水水换热器
绕管式换热器
波纹管换热器
新闻动态
大厚壁接管现场焊接在重叠式换热器中的应用点击：1830 日期：[ 2014-04-26 22:14:16 ] |
| 大厚壁接管现场焊接在重叠式换热器中的应用 闫 军 （中国石油天然气第六建设公司，广西桂林５４１００４） 摘要：分析了重叠式换热器接管在现场组焊中的技术难点，提出了相应的焊接对策及检测方法。通过本文所述方法成功地完成了该项焊接工作。 关键词：接管 焊接 焊接变形 换热器 无损检测 中图分类号：ＴＧ４４１．４ 文献标识码 Ｂ 文章编号 １６７２－９３２３（２００７）０３－０００２－０２ 随着经济的飞速发展，石油化工企业的生产规模、加工能力日趋壮大，对于设备制造技术的要求也越来越高，设备本体也向超大超厚方向发展。但是受运输、起重设备等方面的限制，许多在制造车间无法完成的工作仍需要在现场进行组焊。 中国石油大连石化公司３８０万ｔ／ａ石脑油加氢装置预加氢进料／产物高压换热器，共８组，其中６组（材质为 ２．２５Ｃｒ１Ｍｏ Ⅳ＋ ＴＰ３０９Ｌ＋ＴＰ３４７，坡口表面堆焊 Ｉｎｃｏｌｏｙ ６２５，连接短管φ ５３１ × ３１．５ｍｍ）每组重８８．４ｔ；２组（材质为１６Ｍｎ Ⅳ 连接短管φ６２２×７７ｍｍ）每组重 １１７．２ｔ。每组换热器通过接管焊接连接，形式如图１所示。由于设备制造厂受起重设备的影响，将每组设备由连接短管处分开运至现场，在现场进行组对焊接，现场组焊技术要求高，难度大。 １ 焊接设备及材料的选择 焊接设备选用山东山大奥太ＺＸ７－４００Ｓ 型逆变式直流焊机；焊接材料选择见表１： ２ 焊前检查 由于受制造条件、环境的限制，为了分清责任，减少返工，换热器安装前，应检查接管的内侧质量，并进行预组装，检查接管的长度、焊缝间隙是否满足技术要求，坡口表面是否存在超标准的缺陷。 ３ 焊接坡口的选择与加工 为了减少焊缝填充金属的数量，减少焊接变形，防止钨极氩弧时焊把难于接触焊缝跟部，方便焊工操作，坡口选择 Ｕ 型坡口，如图 ２、图 ３ 所示。 坡口加工完毕，按照 ＪＢ４７３０．５－２００５ 的有关要求对焊缝表面进行着色检查，无裂纹、气孔等表面缺陷为合格。发现缺陷及时清理、补焊，并重新进行着色检查，直至合格为准。 ４ 焊接工艺措施 （１） 组对前，用钢丝刷、角向磨光机等工具将坡口表面及两侧 ２０ｍｍ范围内的铁锈、油污、油漆、泥沙等杂质清理干净，并将凹凸不平处打磨平整。 （２） 根据设计要求，设备到货前由供货商在坡口表面堆焊 ８～１０ｍｍ Ｉｎｃｏｌｏｙ ６２５。 （３） 根据设备到货情况进行，对换热器进行预组装，接管过长，采用机械方法去除多余部分；接管过短，采用表面堆焊，直至满足坡口规定的尺寸。 （４） 焊接采用钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊填充、盖面的方法。 （５） 所有焊缝的焊接采用２名焊工对称同方向施焊，防止设备发生偏斜和应力集中。 （６） 材质为（锻件）１６Ｍｎ Ⅳ，规格为φ ６２２ ×７７ｍｍ，由于板厚太厚，淬硬倾向较大，焊接时会产生较大的焊接应力和冷裂纹，所以焊前焊缝两侧１００ｍｍ 范围内须进行３００℃不低于０．５ｈ的预热，在整个焊接过程中层间温度不得低于预热温度，整个焊缝宜一次焊完，当因故中断焊接及焊接完成后需立即进行 ３５０～４００℃× １ｈ的后热处理，然后保温缓冷，预热、后热处理均用电加热法，重新施焊前须重新预热。 （７） 焊条在使用前必须按产品说明书的要求进行烘干。焊条烘干后必须存放在恒温箱内，焊工必须使用保温筒领取焊条，随用随领。焊条由恒温箱取出到施焊的时间不宜超过 ４ｈ。不符合上述要求时，应重新烘干后 使用，但焊条重复烘干次数不能超过两次。 （８）焊工施焊时禁止在焊缝以外的母材表面引弧 和试验电流。 （９）组对时点焊采用过桥式， 错边量不大于壁厚的１／８ δ且不大于 ５ｍｍ。点焊用的焊接材料，应与正式施焊用的材料相同。点焊高度不宜超过壁厚的２／３，点焊长度宜大于 ４０ｍｍ，间距宜为 ５００～６００ｍｍ，并应填满弧坑。如发现点焊焊缝上有气孔或裂纹，必须清除干净后重焊。 （１０）焊接过程采用多层多道焊，层与层间的接头应错开。 （１１）尽量采用小的线能量，各种焊接方法及焊接材料所用的焊接工艺参数见表２。 （１２） ２．２５Ｃｒ１Ｍｏ Ⅳ＋ ＴＰ３０９Ｌ＋ＴＰ３４７（坡口表面堆焊Ｉｎｃｏｌｏｙ ６２５）焊接时采用内部充氩气保护的方法，由于设备无法采用局部充氩保护的方法，只能采用设备整体充氩，充氩由设备入口法兰处进行；由于属高空作业，氩气流量可稍微大一些，可用１５～２０ Ｌ／ｍｉｎ。５ ２．２５Ｃｒ１Ｍｏ Ⅳ＋ ＴＰ３０９Ｌ＋ＴＰ３４７（坡口表面堆焊Ｉｎｃｏｌｏｙ ６２５）的焊接操作技术要点 （１） 组对前，应采用丙酮将坡口表面及 ２０ｍｍ 范围内清洗干净。 （２） 第一层打底时，先检查氩气保护是否良好，可胶片开一小口，以打火机试一试，火灭证明保良好，可透明胶片开一小口，以打火机试一试，为来证明保护良好；氩气流量一定要适中，因为氩气大小对保护有着相发的影响，过大的流量不容蝗形成稳 定的气流层，反而在保护区内形成紊流，使有害虫气体侵入熔池；另外，达大的气流使得熔池冷却速度加快，焊缝表面容易产生裂纹，过小的气流使保护不到位，达不到保护效果。 （３）施焊时先焊一小段，检查焊缝背面是否氧化，方可进行连续焊接，因为换热器空间太大，空气可能排不干净而影响氩气的纯度，造成氧化。 （４ ）手工钨极氩弧焊打底时，尽量选择小电流（８５Ａ 左右），由于镍基合金焊丝 ＥＲＮｉＣｒＭｏ－３ 的铁水较稠，流动性差，易氧化和产生热裂纹的特点，焊接时前进速度和摆动速度要快。送丝要少送，频率要快，焊丝端部尽量不要离开氩气保护区，打底焊缝要尽量薄，方可造成背面不氧化。 （５）采用短电弧、小电流、快速焊，严格控制层 间温度，多层多道焊，每道焊缝焊完后，必须将表面的焊渣清理干净后方可进行下层焊接，避免造成夹渣。 （６） 焊条电弧焊时，由于焊条 ＥＮｉＣｒＭｏ－３ 工艺性能良好，铁水较稠，不容易产生气孔，所以焊接过程中，电弧不要压的太低，可稍微长些，避免粘焊条或排渣不好而造成夹渣；焊接过程中采用小电流，收弧时采用回弧法，降低熔池温度，避免焊条收弧时产生裂纹。 （７）由于是横焊，填充和盖面焊时（φ４．０，电流１２０～１２５Ａ）排道焊要控制好电弧长度和焊接速度，防止道与道之间形成凹槽而影响拍片质量，以保证焊缝表面圆滑过度。 ６焊后热处理 焊后热处理采用电加热法，采用 １０ＫＷ 的绳形加热器加热，２根Ｋ型热电偶测温，硅酸铝玻璃纤维棉保温，ＤＷＫ－Ａ３６０ 型热处理控制器控制温度，打点式自动温度记录仪记录温度曲线。加热绳根据管径不同选择，加热绳沿接管周向以焊缝为中心逐圈缠绕，不允许重叠，宽 ２００ｍｍ，加热区以外不小于 １００ｍｍ 范围内采用硅酸铝玻璃纤维棉保温，测温热电偶应紧贴被加 热面。 （１）热处理升降温速度 加热升温至 ３００℃以上时，加热速率不超过 ６４℃／ｈ，恒温后降温速率不超过 ８２℃／ｈ， ３００℃以下可以自然冷却。 （２） 恒温时间，见表３ （３） 热处理应力求内外壁和焊缝两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两点间的温度差应低于１０℃。 ７ 焊接检验 ７．１ 外观检验 焊缝与母材应圆滑过渡，焊缝表面不得有咬边、裂纹、弧坑、夹渣和气孔等缺陷。焊接接头上的熔渣及两侧的飞溅物必须打磨清除干净。外观质量不合格的焊缝，必须返修合格，否则不许进行其它项目的检查。 ７．２无损检测 为了减小焊后返工的难度，除在焊后进行射线检测外，在焊接过程中逐步进行无损检测，厚度为３１．５ｍｍ 的连接短管，采用双壁单影法，对于厚度为７７ｍｍ 的连接短管，射线检测采用双壁单影，需要穿透能力很强的γ源，为了降低成本，保证质量，采用单壁单影法。方法如下： （１） 厚度为 ７７ｍｍ 的连接短管，拆掉换热器一侧上封头，并抽芯后，焊至 １０ｍｍ、２０ｍｍ 时分别进行一次 Ｘ 射线检测，焊至 ４５ｍｍ 及焊完，分别进行γ射线检测。 （２） 厚度为 ３１．５ｍｍ 的连接短管，当焊至 １０ｍｍ、２０ｍｍ 时分别进行一次 Ｘ 射线检测，焊完再进行γ射线检测。 （３） 射线检测的比例为 １００％ Ⅱ级合格，并进行１００％ ＵＴ 检测Ⅰ级合格，接头外表面进行１００％ＭＴ 检测Ⅰ级合格。 （４） 无损检测人员对于所检测的焊缝质量应准确判定并及时反馈，以便及时返工，同时填写、整理并保管好检测记录。 ７．３ 有热处理要求的焊缝检测 有热处理要求的焊缝热处理后，进行 １００％ＵＴ 检格；接头外表面进行 １００％ＭＴ 检测Ⅰ级合格。８ 注意事项 （１） 换热器到货后，经过检查，发现接管长短不一，内侧质量较差，个别接管局部有较长的裂纹出现，坡口表面有较大、较深的气孔，如果焊前未发现，必须抽芯后进行返工，势必增加返工的难度，延长了工期，增加了施工的成本。 （２） 焊接过程中，注意焊接顺序，减少焊接变形。 （３） 焊接前，应将换热器之间连接的法兰、支座紧固好，防止焊接变形后无法安装。 （４） 对于需要抽芯的换热器，最好拆上封头，减少封头回装的难度。 ９ 结论 通过本焊接工艺措施，成功的完成了施工任务，焊接一次合格率达到 １００％，保证了工期与焊接质量，节约了成本。 |
| 上一篇：换热器防冲板脱落的原因分析和改进 | 下一篇：地源热泵系统竖直U形管换热器设计中的问题探讨 |