鎳基帶極堆焊在焦炭塔制造中的應(yīng)用

郭太平

(二重集團(tuán)(德陽)重型裝備股份有限公司，四川618000)

摘要：通過選用恰當(dāng)?shù)暮覆?、焊接參?shù)和坡口形式，實現(xiàn)焦炭塔縱環(huán)焊縫的鎳基帶極單層單道堆焊，提高生產(chǎn)效率和堆焊層表面質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：焦炭塔；復(fù)合板；鎳基；帶極堆焊

中圖分類號：TG455文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

收稿日期：2014—12—30

Application of Nickle-based Strip Overlay Welding on

Coke Chamber Manufacture

Guo Taiping

Abstract：By selection of applicable weld material, welding parameters and groove shape, nickle-based strip single layer and single pass overlay welding has been applied to longitudinal and circular welding of coke chamber, which upgraded production efficiency and overlay welding quality.

Key words：coke chamber; composite plate; nickle base; strip overlay welding

我集團(tuán)公司承制的鎮(zhèn)海煉化重油加工結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目210萬噸/年延遲焦化裝置焦炭塔，是中石化首次引進(jìn)美國康菲公司專利技術(shù)，焦炭塔的規(guī)格為?9 800 mm，高40.8 m，單重587 t，主體材料為SA387 12 CL2+TP410S復(fù)合鋼板，壁厚為(56+3)mm，技術(shù)條件要求復(fù)合層的補堆焊采用ENi6182型或與之相當(dāng)?shù)逆嚮覆倪M(jìn)行。

1焊材的選用

對于內(nèi)壁有耐蝕要求的設(shè)備，目前國內(nèi)常用的耐蝕層堆焊方法有焊條電弧焊、帶極堆焊、藥芯焊絲氣體保護(hù)焊和鎢極氬弧焊。通過對各種堆焊方法、焊材價格及生產(chǎn)效率的比較，確定焦炭塔筒體縱、環(huán)焊縫采用帶極堆焊。根據(jù)焦炭塔分段情況，兩臺焦炭塔共有80條縱縫，22條環(huán)縫，其中可實現(xiàn)帶極堆焊的焊縫總長度約770 m。采用帶極堆焊，可大幅度提高補堆的生產(chǎn)效率，且?guī)O堆焊表面質(zhì)量高于其余焊接方法的堆焊質(zhì)量，可更好地控制堆焊層的表面不平度，減少堆焊后的打磨工作量。

鎳基帶極堆焊在我公司屬于首次使用，經(jīng)過分析論證，選取國內(nèi)知名廠家的鎳基焊帶H600(規(guī)格30 mm×0.5 mm)，配合該公司焊劑SJ85B。該焊材組合符合AWS A5.14中 EQNiCr-3的規(guī)定，化學(xué)成分要求見表1。

表1　鎳基焊帶H600化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

2工藝評定

嚴(yán)格按照NB/T 47014—2011《承壓設(shè)備焊接工藝評定》中耐蝕堆焊工藝評定的要求，結(jié)合現(xiàn)有板材情況，選用厚度40 mm的15CrMoR試板進(jìn)行評定。

(1)檢查試板材卡、待堆焊面的MT檢測報告等資料，并將待堆焊表面清理干凈。

(2)預(yù)熱≥100℃后，采用單層帶極電渣堆焊，焊接參數(shù)見表2。

(3)對堆焊層按標(biāo)準(zhǔn)JB 4730.5—2005 I級進(jìn)行PT檢測；按標(biāo)準(zhǔn)JB 4730.3—2005 I級進(jìn)行UT檢測。

(4)試板模擬焊后熱處理，溫度(675±14)℃×20 h。

(5)進(jìn)行試板各項性能檢測，結(jié)果見表3。

3 產(chǎn)品焊接

為保證縱環(huán)焊縫帶極補堆的堆焊質(zhì)量，實現(xiàn)單道補堆，必須控制好坡口的寬度。經(jīng)實驗研究，縱環(huán)焊縫焊接完成后的坡口寬度控制在20 mm左右時，單道補堆焊的效果最佳，補堆后不需局部補焊。優(yōu)化后的坡口見圖1。

表2　帶極堆焊工藝參數(shù)

表3　鎳基焊帶H600+SJ85B性能檢測

圖1　優(yōu)化后的縱、環(huán)焊縫坡口形式

(1)焊接產(chǎn)品縱環(huán)焊縫基材焊縫，并經(jīng)MT、UT、RT檢測合格。

(2)將待補堆焊的工件平穩(wěn)放于滾輪架上。

(3)準(zhǔn)備帶極堆焊設(shè)備。

(4)焊劑SJ85B使用前需進(jìn)行(300～350)℃×1 h烘焙。

(5)用天然氣對待堆焊部位預(yù)熱≥100℃。

(6)采用經(jīng)過評定的工藝參數(shù)(表2)進(jìn)行堆焊，堆焊過程中嚴(yán)格控制層間溫度。

(7)堆焊完成后緩冷。

(8)檢查堆焊層的表面質(zhì)量，要求堆焊層與兩側(cè)復(fù)合層之間表面圓滑過渡。

(9)按技術(shù)條件要求對堆焊層進(jìn)行PT檢測，標(biāo)準(zhǔn)JB/T 4730.5—2005，Ⅰ級；進(jìn)行UT檢測，標(biāo)準(zhǔn)JB/T 4730.3—2005，Ⅰ級。

4主要控制措施

為保證縱環(huán)焊縫采用帶極堆焊一次合格，焊接過程中需要注意以下事項：

(1)補堆焊之前確認(rèn)焊縫經(jīng)MT、UT、RT檢測合格。

(2)補堆焊之前嚴(yán)格按照焊劑說明書的要求對焊劑進(jìn)行烘干。

(3)清理待補堆焊及其附近的油銹雜質(zhì)。

(4)焊接前預(yù)熱并嚴(yán)格控制層間溫度。

5結(jié)論

在大直徑復(fù)合板焦炭塔設(shè)備制造過程中，選用合格的鎳基焊帶、經(jīng)過評定的焊接參數(shù)和坡口形式，嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求并加強過程控制，成功實現(xiàn)縱環(huán)焊縫的鎳基帶極單層單道堆焊，提高焦炭塔的生產(chǎn)效率和堆焊層表面質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]陳曉玲，段滋華，李多民.國內(nèi)外焦炭塔的研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展.化工機械，2009，36(1)：56-59.

[2]梁文彬.?9 800 mm焦炭塔的設(shè)計與制造要點.壓力容器，2010，27(3)：34-39.

[3]顧一天,龍秀蘭,賈桂茹.大型焦炭塔的設(shè)計.石油化工設(shè)備技術(shù),2001,22(1)：4-8.

編輯傅冬梅