李力

【摘 要】在生產(chǎn)運行過程中，壓力容器和管道在有壓力的情況下一般不宜進行補焊，原因有兩個：其一，是熔融的金屬在沒有徹底凝固，強度未達到時，有可能被噴出的泄漏的介質(zhì)噴跑，其二，是泄漏的介質(zhì)本身也有可能威脅到施工人員的人身安全，尤其是易燃易爆的泄漏介質(zhì)，更難在帶壓態(tài)下補焊，但是在實際生產(chǎn)中，壓力管道泄漏總是難免的由于各種原因難免會產(chǎn)生泄漏，如果采用常規(guī)方法進行處理需先中斷生產(chǎn)再作業(yè)，如果停產(chǎn)會造成很大損失及浪費，為減小對生產(chǎn)過程影響，本文介紹了在生產(chǎn)過程不間斷情況下對壓力管道設(shè)備進行焊接的技術(shù)經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】壓力管道；軸向裂紋；補焊

0 前言

在軋鋼生產(chǎn)廠中，鋼坯的原料加熱爐是常見的設(shè)備，加熱爐爐門由冷卻水管與鋼板組合焊接而成，內(nèi)壁鑲有耐火磚，冷卻水管在爐門邊緣穿過，有進出兩條通道，冷卻水進入冷卻水管進行循環(huán)降溫，形成一套降溫系統(tǒng)，防止爐門因高溫而損壞。由于生產(chǎn)過程中爐門頻繁起落，有時會因爐門提升速度與取鋼機取臂不同步而發(fā)生碰撞，極易損壞爐門水管發(fā)生開裂，造成冷卻水泄漏冷卻效果不好，爐門長時間溫度過高而燒廢。正常情況下需要關(guān)停爐火，關(guān)閉水閥門后進行補焊修復(fù)，這樣會影響生產(chǎn)造成巨大經(jīng)濟損失。因爐門被取鋼機取臂撞壞，被迫停爐，待修復(fù)，重新開爐，耗時通常會達到十幾個小時，造成巨大經(jīng)濟損失，這就要求維護人員盡可能的在不影響正常生產(chǎn)，不關(guān)閉加熱爐的帶著一定壓力情況下及時快速的將其修復(fù)進行。

1 焊接性分析

1.1 焊接性分析

經(jīng)過現(xiàn)場實踐了解加熱爐爐門冷卻水水管為一般都為20g鋼，20g屬于優(yōu)質(zhì)碳素鋼，根據(jù)碳當量可知，其焊接性較好，采用通常焊接方法為焊條電弧焊焊接，焊后不易產(chǎn)生淬硬組織或裂紋，可選用普通E4303型焊條即可，焊條直徑選擇2.5mm和3.2mm。

1.2 補焊的難點

爐門水管損壞，多為撞擊產(chǎn)生裂紋，冷卻水會在內(nèi)部壓力作用下從裂紋處噴出，在這種情況下進行補焊的難點是焊接電弧的吹力小于水的壓力，補焊時焊接電弧一接觸高壓噴出的水流，熔化的熔滴就會被迅速吹跑，使電弧不能穩(wěn)定燃燒，無法進行焊接，還有可能使漏點擴大，因此先把水壓盡量調(diào)小至水是慢慢滲流的狀態(tài)，但不能關(guān)停，如果徹底關(guān)閉，會使爐門內(nèi)部殘余水，在高溫作用下迅速生成蒸汽，蒸汽迅速膨脹，沿裂紋處噴出極容易傷人，嚴重時可產(chǎn)生爆炸，造成人身傷亡事故。

1.3 補焊原理

在正常情況下，兩塊平板在自由狀態(tài)下兩端固定對接焊時，兩板之間的間隙會隨著焊接的進行逐漸縮小，這一現(xiàn)象主要在焊接熱源作用下，焊件發(fā)生收縮變形，在焊縫不長的情況下，焊縫的橫向縮短是主要的，并且焊縫的橫向收縮量隨焊縫的寬度增加有所增加。實際生產(chǎn)中，延管道軸向方向裂紋的形狀，從任意一端到中間最寬部分，與對焊平板時的對焊間隙張開的角度非常近似。我們根據(jù)焊縫收縮的規(guī)律，合理地應(yīng)用到壓力管道裂縫的補焊工作中，掌握焊接速度，利用焊縫收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，使裂縫局部收縮無泄漏，補焊時只焊已收縮不漏的部分。

2 焊接工藝操作

補焊前先在裂縫的一端未損壞的工件金屬上焊一段30-50mm長的焊縫。這段焊縫冷卻后所產(chǎn)生的橫向收縮應(yīng)力就能使裂縫自這一端開始有2-15mm的一小段完全收縮，達到無泄漏，待焊縫冷卻，藥皮顏色由紅變暗，就可以補焊該段收嚴的裂縫，不要圖快，補焊時只焊已收嚴，不泄漏的部分，焊接方向是從裂紋處向裂紋起始端部焊接，并采取補焊一段，收縮一段，收縮一段，再補焊一段，這樣反復(fù)進行，，直到最后形成一個漏點，漏水壓力也會增高過高，難度加大，可先用鐵錘敲擊漏點使其密實再進行補焊，焊接時可在漏點處周圍先焊成環(huán)形焊肉，之后再把環(huán)形內(nèi)部逐步填滿，切記，不要貪快，直接把電弧直接對著漏點，這樣會引起劇烈反應(yīng)飛濺傷人，也可造成燒穿使漏點加大。此時引弧和收弧速度要加快，快速均勻點焊，使熔滴快速凝固，等徹底凝固冷卻后在進行二次，三次的加焊。這種方法是利用了金屬焊接時產(chǎn)生物理變形的一種補焊方法，它一般適合于裂紋缺陷，但不適合夾渣氣孔等點狀泄漏的補焊。

2.1 操作要領(lǐng)

引弧，對已收縮的一段補焊時，宜采用接觸式引弧并引弧點一定要落在以收縮的那一小段裂紋上補焊時，可先在待焊部位與裂紋中心間立一塊100mm×100mm的擋板如圖所示，擋板與水管接觸的部位用氣割切按水管的弧度大小割成弧狀，這樣可以使擋板與水管更嚴密結(jié)合，可以起到阻礙漏水向待焊部位涌動影響焊接，由于裂紋的收縮量有限，每次補焊的長度要很短，在2-15mm之間甚至接近點焊，因此要求運條動作要簡便，迅速，焊條沿裂紋直線移動稍有前后擺動，動作要快電弧要壓低在2-4mm為宜，防止形成過多的液態(tài)金屬，形成焊瘤造成未熔合，給下一道工序造成不便，同時要注意控制熔深，一般為被焊工件40%左右工件薄時，注意不要燒穿，焊縫表面外觀不一定要美觀，主要是補住漏點為目的，因此在補焊收縮的那一小段時，應(yīng)認真觀察裂紋的收縮情況，確認下一步補焊的長度，不要圖快，繼續(xù)補焊時，要嚴格控制焊接的長度，確保電弧處在收縮范圍內(nèi)。

熄弧，每次補焊一小段，熄弧點都應(yīng)落在已冷卻的焊縫金屬上并填滿弧坑。

2.2 焊條角度

當泄漏水壓力小于0.1MPa時焊條角度為垂直焊縫表面，與焊縫間夾角接近于90°，當泄漏水壓力在0.1-0.2MPa焊條與裂紋角度為70°-80°。焊條應(yīng)正對裂紋表面，防止焊偏。

2.3 焊接電流

第一層焊接時焊接電流應(yīng)比正常焊接電流略大30-50A，以增加電弧的吹力和鐵水熔滴附著力，提高融合性，提高熔池及母材的溫度。加焊第二層時焊接電流應(yīng)比第一層略小，焊接蓋面層時，電流應(yīng)調(diào)至小于補焊時但比正常大一些。

2.4 焊接層次

一般情況下，第一遍焊后焊縫表面不夠美觀平整，難免會有一些缺陷，可再加焊兩遍，把之前的焊瘤燒掉，未熔合，焊肉過高等缺陷消除，必要是可用角向磨光機打磨，再進行加焊，一般需焊不低于三遍。最后一遍運條范圍可略大一些，達到焊縫更平整牢固。必要時可在焊縫處加焊一道加強筋橫跨焊縫，防止焊縫二次裂開。

3 結(jié)束語

本文闡述了當管道產(chǎn)生裂紋泄漏時，不需要停產(chǎn)，在帶壓狀態(tài)下，通過分段收縮，分段焊接的方法進行補焊修復(fù)，一般用工時間在1.5小時左右，大大節(jié)約了工作周期時間，不影響正常生產(chǎn)，增加了經(jīng)濟效益。

[責任編輯：楊玉潔]