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        吸附塔環(huán)形室組焊試驗(yàn)小結(jié)

        2020-12-23 03:34:14岳金鎖陳君佐張博利張坤良
        石油化工建設(shè) 2020年5期
        關(guān)鍵詞:筒體焊縫變形

        岳金鎖 陳君佐 張博利 張坤良

        中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266300

        吸附塔是PX 項(xiàng)目吸附分離裝置的核心設(shè)備,主要包括塔體、中心管、塔盤支撐和環(huán)形室等主要部件,其制造加工和安裝精度要求極高。中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司首次承接了大直徑吸附塔設(shè)備(規(guī)格為φ9700mm×39705mm×84mm)的施工,以下重點(diǎn)對吸附塔環(huán)形室的組焊進(jìn)行介紹。

        1 吸附塔環(huán)形室組焊試驗(yàn)概況

        吸附塔的環(huán)形室制作質(zhì)量嚴(yán)格,工藝復(fù)雜,其焊接變形控制是制作吸附塔的難點(diǎn)之一。環(huán)形室的所有焊縫均為全焊透結(jié)構(gòu),焊后進(jìn)行100%UT 檢測,并對腔體進(jìn)行氣密性試驗(yàn),且要求焊后橫板平面度不大于2mm。基于吸附塔環(huán)形室的制作難點(diǎn),對環(huán)形室的安裝、焊接做全過程模擬,以便積累經(jīng)驗(yàn),掌握相關(guān)數(shù)據(jù),用于指導(dǎo)吸附塔產(chǎn)品施工時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量。圖1 為吸附塔環(huán)形室結(jié)構(gòu)示意圖。

        2 模擬組焊試驗(yàn)具體施工步驟

        2.1 下料

        按照吸附塔環(huán)形室圖紙(模擬)進(jìn)行橫板、蓋板、防濺板下料。下料共分3 組:一組用于模擬手工焊焊接;

        圖1 吸附塔環(huán)形室結(jié)構(gòu)示意圖

        一組用于氬電聯(lián)焊焊接;一組用于氬弧焊焊接。

        2.2 橫板與殼體組對、焊接

        2.2.1 手工焊焊接

        (1)先組焊下橫板,再組對中間橫板,中間橫板焊接時(shí)上表面可正常施焊。由于兩層橫板之間間距為135mm,背面清根后無法進(jìn)行打磨,此方案不可行。

        (2)先組焊上橫板,再組對中間橫板,背面可進(jìn)行清根打磨處理。但上表面要進(jìn)行打底焊接及填充,焊條藥皮無法清理,此方案亦不可行。

        綜上,手工焊焊接方法不適用于吸附塔環(huán)形室的焊接。

        2.2.2 氬弧焊焊接

        (1)上中下三層橫板可一次組對完成,橫板與筒體組對間隙約3mm,保證橫板與筒體垂直,組對間隙均勻。

        (2)對焊接后的尺寸進(jìn)行測量,焊后有角變形現(xiàn)象。下橫板由于支撐固定,無角變形,中間橫板上傾約3mm,上層橫板上傾約4mm。

        但純氬弧焊焊接效率較低,在實(shí)際施工中滿足不了工期要求。同時(shí),三層橫板同時(shí)組對焊接時(shí),中下層橫板打底填充若出現(xiàn)缺陷,清除難度很大。

        2.2.3 氬電聯(lián)焊

        因此,此次重點(diǎn)模擬氬電聯(lián)焊焊接,模擬施工步驟如下:

        (1)下橫板組對,與筒體組對間隙均勻,間隙約3mm,橫板坡口為單面45°,橫板與筒體間采用筋板支撐加固。

        (2)下橫板與筒體組對后加固焊時(shí),應(yīng)均勻間斷加固,加固完成后方可進(jìn)行焊接。組對后若直接采用氬弧焊連續(xù)焊接,則由于焊接收縮,間隙變小,后續(xù)焊縫無法滿足氬弧焊焊接要求。

        (3)橫板與筒體焊接采用氬弧焊打底,φ3.2 焊條填充,φ4.0 焊條蓋面。

        (4)組對中間及上層橫板,要求同下橫板。根據(jù)氬弧焊組焊的試驗(yàn)結(jié)果,中上層橫板組對時(shí),進(jìn)行了反變行處理,反變形約5~6mm。

        (5)對中上層進(jìn)行焊接(無支撐加固,圖2):中層橫板采用氬弧焊打底和填充,焊條蓋面,上層橫板采用氬弧焊打底,焊條填充和蓋面。組焊過程中需要注意的是,橫板組對順序可以調(diào)整為先安裝下層;氬電聯(lián)焊焊接完成后,再組焊中間橫板;焊接完成后,再組焊上層橫板。

        (6)焊后對上、中、下三層角變形進(jìn)行測量,每層角變形最大不超過2mm。

        (7)對橫板與筒體的角焊縫進(jìn)行UT 檢測。由于探頭不合適,此次采用其他規(guī)格的探頭進(jìn)行了檢測,未發(fā)現(xiàn)缺陷,后期需要采用6×6 或9×9,K3 探頭,雙面單側(cè)檢測。

        圖2 焊接中上層

        (8)組對下蓋板,加固。蓋板坡口角度為30°單面外坡口,蓋板下料時(shí)板寬按照約- 5mm 進(jìn)行下料。蓋板與橫板組對間隙約3~4mm,施工時(shí),為了保證組對間隙,將中間橫板進(jìn)行了調(diào)型,使其整體上翹2mm。若組對間隙小于3mm,則無法焊透(可使用φ3.2mm 焊條檢驗(yàn)組對間隙和焊后內(nèi)部質(zhì)量);若組對間隙小于3.2mm,則內(nèi)部焊縫成型較差;組對間隙大于3.2mm時(shí),內(nèi)部焊縫成型飽滿,焊縫成型較好。

        (9)焊接下蓋板(圖3):下蓋板與橫板焊接采用氬弧焊打底,焊條填充蓋面的施焊方法。

        圖3 焊接下蓋板

        (10)焊后尺寸測量:組對時(shí)中間橫板進(jìn)行上反變形2mm,焊后經(jīng)過測量,腔體尺寸偏差不超過1mm。與組對前尺寸相比,焊縫收縮約3mm,且下橫板無明顯變形現(xiàn)象(先焊接的下部焊縫)。

        (11)組焊下環(huán)形室兩側(cè)端板。

        (12)對下部環(huán)形室進(jìn)行氣密性試驗(yàn)(圖4)。

        (13)組焊防濺板,注意提前進(jìn)行上橫板的反變形處理。

        (14)組焊上蓋板及兩側(cè)端板,方法同組焊下蓋板。

        圖4 下部環(huán)形室進(jìn)行氣密性試驗(yàn)

        (15)對組焊后的尺寸進(jìn)行測量:由于在組對防濺板時(shí),此處反變形尺寸偏小,焊后上橫板此處變形量較大,使上橫板上表面偏差達(dá)到了3mm。所以在后期施工中,需注意反變形尺寸的控制。

        (16)對上部環(huán)形室進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。

        (17)筒體焊接位置的尺寸測量:焊前筒體環(huán)形室焊接位置尺寸φ3510,焊后尺寸φ3524,筒體橢圓變形14mm。后期施工時(shí),根據(jù)環(huán)形室布置,需提前考慮對稱施焊。

        3 總結(jié)

        (1)在中上層橫板組對過程中,按向下反變形5~6mm 進(jìn)行的組對,焊后回彈4~5mm,但在后期蓋板組對時(shí),又向上反變形2mm(反變形偏小,焊后均向下存有偏差)。在后期施工時(shí),對中上層橫板組對,向下反變形1~2mm 進(jìn)行控制比較合適。

        (2)因焊工個(gè)人施工存有差異,氬弧焊坡口角度及組對間隙可能要求不一,正式施工前要參照上述方案建議進(jìn)行綜合討論。

        (3)首件組焊過程要全過程監(jiān)控,若出現(xiàn)偏差要及時(shí)糾偏。

        此次吸附塔環(huán)形室模擬焊接試驗(yàn),成功積累了相關(guān)施工組焊經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)4 臺吸附塔環(huán)形室的施工提供了寶貴的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

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