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        20鋼換熱管與Q345R鋼管板的焊接工藝

        2015-12-22 05:42:22陳堅(jiān)唐照國黃煜新昌德力石化設(shè)備有限公司浙江新昌312500
        化工管理 2015年17期
        關(guān)鍵詞:施焊氬弧焊焊槍

        陳堅(jiān) 唐照國 黃煜(新昌德力石化設(shè)備有限公司,浙江 新昌 312500)

        管殼式換熱器傳熱效果好,因而廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)。換熱器傳熱效果好壞的關(guān)鍵在于折流板的設(shè)置和換熱管的導(dǎo)熱性能。為了得到好的換熱效果,換熱管較薄,管板較厚,厚度相差很大,因而換熱管與管板的焊接難度較大,而管板與換熱管的焊接質(zhì)量直接影響到換熱器設(shè)備的使用和安全。為此,對20鋼換熱管與Q345R鋼管板的焊接工藝提出了改進(jìn),并進(jìn)行了焊接工藝附加評定,并按照評定合格的焊接工藝進(jìn)行施焊設(shè)備。

        1 母材

        20鋼為低碳鋼,是容器用管中常見的一種材料,屈服強(qiáng)度為245MPa。Q345R為低合金高強(qiáng)鋼,是容器用板中常見的一種材料,屈服強(qiáng)度為345MPa。20鋼和Q345R碳當(dāng)量小于0.4%,因而焊接性能比較好,適用于各種焊接方法。

        2 焊接工藝附加評定

        2.1 焊前準(zhǔn)備

        2.1.1 根據(jù)NB/T47014附錄D的規(guī)定,選用的Q345R試板,尺寸為150×120×20,選用的20鋼換熱管,尺寸為φ19×2,L=80,采用手工鎢極氬弧焊和自動鎢極氬弧焊各焊接一副試件。

        2.1.2 試板鉆管孔及坡口按圖1要求加工。(手工氬弧焊時h=2,自動氬弧焊時h=1)

        圖1 試板鉆孔及倒角示意圖

        2.1.3 焊前將試板及換熱管口端部20mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹清除干凈,以免影響

        焊接質(zhì)量。

        2.1.4 焊接前裝配時按圖1要求,將管子伸出管板4-6mm,換熱管與管板用氬弧焊進(jìn)行定位焊,定位焊時采用不加絲的自熔焊。

        2.2 焊接

        2.2.1 手工鎢極氬弧焊

        a.為了見證換熱器設(shè)備的焊接質(zhì)量,試件焊接位置和換熱器設(shè)備施焊位置一致,采用水平固定焊。分兩層焊接,第一層采用不填絲的自熔焊,焊接時焊槍不擺動;第二層采用填絲焊,焊接時填充絲均勻送進(jìn),焊槍則需要小幅度的擺動,以不產(chǎn)生咬邊,焊出的焊縫勻稱美觀。

        b.選用焊接工藝參數(shù)時應(yīng)考慮焊接電流不能過大,也不能過小,過大容易燒穿管壁,難以熔化厚度大的管板,容易造成未熔合。焊接工藝參數(shù)見表1。

        2.2.2 自動鎢極氬弧焊

        自動鎢極氬弧焊機(jī)是專門用來焊接換熱管與管板的自動化焊機(jī)。

        c.將焊接程序設(shè)計(jì)為分2層焊接,均為填絲焊,焊接時焊槍不擺動,起弧點(diǎn)選在時鐘9點(diǎn)位置,連續(xù)焊兩層,由于換熱管與管板裝配間隙不完全均勻,焊接過程中注意觀察電弧位置,有偏移時注意調(diào)整。

        d.選用焊接工藝參數(shù)時應(yīng)將程序設(shè)置為適當(dāng)?shù)暮附与娏骱碗妷?,焊接基值電流能穩(wěn)弧,峰值電流能焊接,保證能坡口根部焊透又不焊破管壁。并設(shè)置好脈沖頻率4-5和脈比寬35-45%。焊接工藝參數(shù)見表1。

        表1 焊接工藝參數(shù)表

        2.3 檢驗(yàn)與結(jié)果評定

        按NB/T47014-2011附錄D要求進(jìn)行表面檢測、宏觀金相分析和角焊縫厚度測定。按JB/T4730規(guī)定進(jìn)行了滲透檢測,檢測后發(fā)現(xiàn)無裂紋。按NB/T470

        14-2011附錄D要求進(jìn)行金相取樣,經(jīng)檢查金相檢驗(yàn)面焊透、無裂紋,角焊縫厚度均大于2mm。根據(jù)NB/T47014-2011附錄D的合格指標(biāo),本次評定合格。

        3 換熱器設(shè)備施焊

        為了見證焊接工藝附加評定的正確性,產(chǎn)品施焊時嚴(yán)格按評定使用的焊接工藝參數(shù)和焊接操作方法進(jìn)行施焊。換熱器設(shè)備施焊條件和焊接工藝附加評定施焊條件基本一致,但換熱器設(shè)備施焊應(yīng)考慮更多的因素,例如焊接變形、生產(chǎn)效率等,因而產(chǎn)品施焊時應(yīng)正確安排施焊順序和施焊方法。手工鎢極氬弧焊時,先將每個換熱管口的第1層焊好,再焊接第2層。自動鎢極氬弧焊時,則每個管口一次性焊完。列管間采取發(fā)散型焊接(如圖2所示)。設(shè)備焊完后經(jīng)耐壓試驗(yàn),沒有發(fā)現(xiàn)換熱管口的焊縫泄漏。

        圖2 換熱器管口的焊接順序

        實(shí)踐證明,按照上述的焊接工藝和操作方法施焊,換熱器管口的焊縫外觀和質(zhì)量均得到了保證,制作換熱器的質(zhì)量得到了提升。

        4 結(jié)語

        通過對20鋼換熱管與Q345R管板進(jìn)行的焊接工藝附加評定試驗(yàn)和換熱器產(chǎn)品施焊,結(jié)果表明,控制換熱管伸出長度為4-6mm,手工鎢極氬弧焊采用分2層兩次焊(第1層不填絲焊,第2層填絲焊)及自動鎢極氬弧焊采用分2層一次性焊完的焊接工藝,并采取合理的焊接順序和正確的操作方法焊接,保證了換熱管與管板焊縫既能焊透又不焊破管口,提升了換熱器制作水平。

        [1]NB/T47014-2011,承壓設(shè)備焊接工藝評定[S].

        [2]JB/T4709-2000,《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》[S].

        [3]NB/T47015-2011,《壓力容器焊接規(guī)程》[S].

        [4]GB151-1999,《管殼式換熱器》[S].

        [5]焊接材料、工藝及設(shè)備手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2001.

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