劉洪濤 程輝杰 梁芮鉷

中圖分類號：TK229文獻標識碼：A 文章編號：

概述：在鍋爐安裝過程中，鍋爐受熱面管子與鍋筒之間的組裝是其中一項很關(guān)鍵的工序，連接方法一般采用脹接，而脹接過程中管端退火又是保證脹接質(zhì)量的關(guān)鍵，是采取脹接方式連接時所進行的必要工藝措施，下面簡單敘述一下施工過程中總結(jié)出來的管端退火工藝。

原理：因為軋制管子的鋼錠化學成分不均勻及軋制過程中常在較低溫度下停軋，造成管子內(nèi)部組織分布不均勻，呈現(xiàn)出顯著的帶狀組織，在此情況下機械性能常在同一根管子上分布不均勻，塑性也隨之不同。一般鍋爐的鍋筒孔壁硬度要大于HB50。但當管子材料的硬度比孔壁小時，脹管時管子容易脹大，抗拉力會大大降低，為使管端的硬度和塑性達到脹接要求，進一步調(diào)整機械性能，做到既不降低強度，又使塑性滿足要求，脹后不產(chǎn)生裂紋等，在一般情況下要求對管端進行退火處理。一般退火長度不小于100mm。因此必須根據(jù)管子及孔壁硬度測試數(shù)據(jù)來決定是否需要退火。當現(xiàn)場測試管端硬度大于或等于孔壁硬度時或管端硬度大于HB170時，必須進行退火處理。

常用的幾種退火方法比較

管端退火的方法有以下幾種：

用含硫磷極少的燃料，如木炭、焦炭加熱爐直接加熱法。

電感應加熱法

遠紅外加熱法

鉛浴加熱法

火焰烘熱法

焦炭爐直接加熱法，由于其火焰直接接觸管端，容易使管端氧化；并且溫度計顯示為火焰溫度而不是管子溫度，溫度不宜測量準確并且升溫降溫難以迅速控制。電感應加熱法和遠紅外加熱法對操作環(huán)境要求高并且成本較大，現(xiàn)場施工時一般不采用。鉛浴加熱法雖然操作簡單、易于掌握且退火質(zhì)量好，但退火用鉛要求純度高且有毒易揮發(fā)，容易鉛中毒，給施工人員身體造成傷害。乙炔焰烘熱法是綜合借鑒以上四種退火加熱方法的優(yōu)點，逐步消除各項不足，通過多次實驗而逐漸形成的退火工藝。其特點為：加熱均勻溫度穩(wěn)定，管端不與火焰接觸不會被氧化；溫度測量準確、升溫降溫易于控制；施工操作簡單、退火速度快、費用小。

三、現(xiàn)推薦的方法：火焰加熱法，其具體操作如下：

⑴烘熱箱的制作。箱體用料選用δ=20碳鋼板制作成長方體。寬度以500mm為宜，一面開口作為管子碼放端，另一面封堵作為燃燒室。長度和高度可根據(jù)管子直徑和管子數(shù)量自行確定。一般為了提高效率，制作兩個烘熱箱，交替使用。箱體尺寸詳見附圖。

⑵熱源的設(shè)置。以乙炔焰為熱源，使用中號或大號烤把為燃燒器，不配置氧氣在燃燒室中橫向噴射自然燃燒。箱體底部開有助燃孔，根據(jù)烤把大小和燃燒快慢確定助燃孔通空氣或是氧氣助燃。燃燒器孔和助燃孔的布置見附圖。

⑶溫度測量裝置的設(shè)置。選用量程0℃~1000℃熱電偶溫度計，熱電偶瓷管外套一節(jié)相應規(guī)格而且一段封堵的鋼管作為保護。熱電偶安放位置如附圖所示。將熱電偶的毫伏計調(diào)校準確用補償線或補償器加導線跟熱電偶連接，遠離熱源放置。

⑷管子的碼放。管子一般以水平布置10根垂直布置5根為宜，間距10mm左右。管端進入箱體200mm左右。

⑸點火加熱和溫度的控制。點燃燃燒室布置的四個烤把，觀察熱電偶的毫伏計，通過調(diào)節(jié)燃燒氣和助燃氣的流量來使毫伏計的示數(shù)緩慢上升，平均溫升不超過15℃/分鐘，當升溫到600 ~650℃時，調(diào)整燃燒氣流量，使溫度保持10~15分鐘，然后熄滅燃燒火焰使其自然冷卻。

四、選用火焰烘熱法退火時注意事項：

烘熱箱的長度和高度要根據(jù)管徑的大小和火焰溫度確定，必要時烘熱箱各面需要以硅酸鋁纖維板保溫，以保證升溫速度和達到需要溫度。

退火管子應根據(jù)管排分批堆放，管端內(nèi)外臟物應清理干凈，如管內(nèi)潮濕，應進行預熱烘烤。

退火管子的另一端應用木塞或紙團封堵，以防止管內(nèi)空氣流動引起驟冷，影響退火制冷質(zhì)量。

控制退火升溫溫度，平均溫升不超過15℃/分鐘，以避免迅速升溫對管子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。

當升溫到600 ~650℃時，調(diào)整燃燒氣流量，使溫度保持10~15分鐘后在熄滅燃燒火焰，需靜待箱體內(nèi)溫度自然冷卻至100℃左右時方能將管子取出，不得退火后直接將管子從烘熱箱中直接取出，以免影響退火質(zhì)量。

不得將烘熱箱溫度加熱到700℃，以免降低管子金屬的抗拉極限，影響脹接頭的脹接強度。

附頁：管子火焰烘熱法退火示意圖

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。