鍋爐使用中304不銹鋼管容易受熱脹冷縮的原理產生破壞甚至出現滲漏,針對以上鍋爐內管出現的問題,我們應用了一種新的焊接方法解決了鍋管出現的問題,本文主要闡述了這種新方法的應用及工藝供同行參考。

一、對鍋筒、管板插入式304不銹鋼管的焊接方案探討

1.1焊縫形成和工作狀態分析

304不銹鋼管與管板間存在一定間隙,焊接完成后,焊縫中存在一定的焊接應力。在一定的誘發條件下,可能沿焊接應力方向擴展,進一步形成裂紋。焊接熱影響區根據組織特征分為熔合區、過熱區、相變重結晶區、不完全重結晶區,其中過熱區是晶粒粗大的過熱組織,其塑性很差,特別是沖擊韌性比基本金屬低25%~30%,是焊接接頭中的薄弱區域。對于壁厚為3mm304不銹鋼管,焊縫下部完全處在熱影響區的過熱區中,在受到沖擊或振動且沖擊或振動超過某一值時,易在該處產生裂紋、裂縫,甚至造成滲漏。鍋爐在使用過程中,因頻繁的開爐停爐,焊接接頭反復受到熱脹冷縮的影響,極易產生疲勞破壞。在有關資料及運行過程中發現該處焊縫易產生泄露。因此該處焊接接頭應具有相當好的綜合機械性能,才能滿足其惡劣的工作環境需要。

1.2改進措施

減少焊接線能量:線能量過大,會引起熱影響區過熱,使晶粒粗大,降低焊接接頭的抗裂性能。因此,在保證焊接質量的前提下,采用小電流快速焊接,本方案預采用氬弧焊,減少焊接線能量的輸人,以改善熱影響區的組織性能,提高焊接接頭的抗裂性能。消除間隙:焊接前進行預脹,消除304不銹鋼管與管板的間隙,增加焊縫的拘束度,提高焊縫的抗裂性能。避免共振:在運輸過程中盡量減輕車與鍋爐的振動,避免共振現象出現共振極可能造成鍋爐部分部件產生破壞.采用焊接工藝性更好的焊條,方案預使用焊絲型號為TIG-150,電流90A-130A,進一步提高焊接接頭的綜合機械性能。進行焊工培訓,提高操作技能和質量意識,確保產品質量。蘇州不銹鋼管

二、焊接工藝方案實例蘇州不銹鋼管

2.1按鍋爐角焊縫強度計算方法要求:角焊縫焊腳最小尺寸不得小于管道壁厚,故焊縫高度嚴格控制為3mmsks5mm.

2.2為防止因焊接而導致汽包熱力變形,汽包兩側前后向第一排管先焊接,已達到固定上、下汽包的作用,其他焊口采取花式焊接,花焊情況如圖1所示。蘇州不銹鋼管

2.3施工機械、設備的配置:a.機具、工具:配備ZX7-400電焊機5臺。每名焊工需配備焊鉗、焊帽、扁鏟、手錘、鋼絲刷、工具袋、白光眼鏡、氬弧焊把各-個。焊接所用的焊機工作參數穩定、調節靈活,焊接所用工具經檢查完好無損,能夠充分滿足現場焊接施工要求。采用溶劑去除型著色探傷劑,型號為DPT套裝。B.焊前準備:所用焊接材料必須有質量合格證明、出廠日期證明。施工場所安全,設施齊全、規范必須做好可靠的防風、防雨措施。所有焊接施工人員施工前,認真熟悉本方案內容,并對施工人員進行施工技術交底,明確施焊部件材質、工藝、選用的焊接材料。焊絲使用前應清除銹、垢和油壇,露出金屬光澤,使用跟蹤記錄。鎢極氬弧焊采用WCe,所用氬氣純度不小于99.95%。庫的焊材按標準進行保管,庫房干燥通風,溫度控制大于5℃,相對濕度小于60%,并應配備除濕機、電加熱器、溫濕度表等。304不銹鋼管對口前必須進行拋光,使管口及深入汽包內部焊接部分管壁無鐵屑,泥土雜物,呈現金屬光澤,并無超標、劃痕等影響焊口質量的因素出現。304不銹鋼管拋光后必須進行通球試驗,51 x3的對流管選用34鋼球,60 x3的水冷壁管選用40鋼球。通球試驗后對管口進行防銹處理后密封放置在安全平穩的平臺上待用。焊接前對汽包內部及焊口進行清理,用抹布蘸橡膠水進行反復擦洗至光亮無雜物。焊接施工人員在正式上崗前進行與實際條件相適應的模擬練習,所焊樣品報由質檢、監理檢查合格后可進行正式施工。

2.4勞動力計劃:本項工程配備焊接人員4人,焊接工作人員必須經《焊工技術規程》考核合格,并取得相應資格證書,施工人員需具備較高的操作技能和良好的焊接施工工藝作風。蘇州不銹鋼管

2.5焊接施工方案措施:a.焊接施工作業流程:全氨弧作業流程:管道就位、打磨坡口一對口裝配一焊口預熱一焊接一自檢一專檢一無損檢驗一合格工地班組驗收一三級驗收一四、五級驗收。b.焊接施工要求:鍋筒本體材質為Q245R-GB713,管材為20GB3087),故采用氬弧焊接。焊絲型號TIG-150,電流90A-130A。對口要求:對口時,坡口處兩側10nm-15mm范圍應打磨干凈,除盡油、漆、垢、銹等,直至露出金屬光澤,以保證焊縫焊接質量。坡口內及邊緣20mm內母材無裂紋、重皮、坡口破損及毛刺等缺陷。304不銹鋼管對口時除特殊要求外不得有附加應力,呈自由狀態,以減小焊接應力,防止裂紋產生。不得強制對口,不得對焊接接頭進行加熱校正和組對焊口。304不銹鋼管對口時一般應平直,304不銹鋼管端面與304不銹鋼管中心線的偏斜度要求:304不銹鋼管外徑(mm<60,Af-0.5,嚴格控制304不銹鋼管深入汽包長度在5mm-6mm之間,因原設計為脹管,所以設備留有較長的脹管余量,安裝時以上汽包為基準,探入下汽包的多余部分用角向細致切掉。c.滲透探傷:檢測表面制備:工件被檢表面不得有影響滲透檢測的鐵銹、氧化皮、焊接飛濺、鐵屑、毛刺以及各種防護層。被檢工件加工表面粗糙度RA<12.5um,被檢工件非加工表面的粗糙度可適當放寬,但不得影響檢測結果。局部檢測時,準備工作范圍應從檢測部位四周擴張25mm。檢測工藝和檢測技術:預清洗:采用溶劑或洗滌劑清洗工件表面,如確有需要可進行酸洗或堿洗,然后進行滲透檢測,清洗后檢測面上遺留的溶劑和水分等必須干燥且應保證在施加滲透劑前不被污染。施加滲透劑:施加方法:噴涂,用靜電噴涂裝置直接對焊縫或被檢面噴涂。滲透時間及溫度:在10-15℃的溫度條件下,滲透持續時間一般不少于10min,去除多余的滲透劑:采用清洗劑去除,一般先用干燥、潔凈不脫毛的布依次擦拭直至大部分多余滲透劑被去除后,再用蘸有清洗劑的干凈、不脫毛的布或紙進行擦拭,直至將被檢面上多余的滲透劑全部擦凈,但應注意不得往復擦拭,不得用清洗劑直接在被檢面上沖洗。干燥處理:室溫下自然干燥,時間通常為5min-10min.施加顯像劑:噴涂顯像劑時,噴嘴離被檢面距離為300mm~400mm,噴涂方向與被檢面表面角為30°~40°,顯像時間一般不少于7min。觀察:觀察顯示應在顯像劑施加后7min~60min內進行。著色滲透檢測時,缺陷顯示的評定應在白光下進行,通常工件被檢面處白光照度不小于1000x,當現場采用便攜式設備檢測,由于條件所限無法滿足時,可見光照度可以適當降低,但不得低于500L.x。辨認細小顯示時,可用5~10倍放大鏡觀察,必要時應重新進行處理,檢測。后清洗:工件檢測完畢后應進行后清洗,以去除對以后使用或對材料有害的殘留物。缺陷顯示的分類和記錄:顯示分為相關顯示、非相關顯示和虛假顯示,非相關顯示和虛假顯示不必記錄和評定。小于0.5mm的顯示不計,除確認顯示是由外界因素或操作不當造成的之外,其他任何顯示均應作為缺陷處理。缺陷顯示在長軸方向與工件軸線或母線的夾角不小于30°時,按橫向缺陷處理,其他按縱向缺陷處理。長寬比大于3的缺陷按線性缺陷處理,長寬比不大于3的缺陷按圓形缺陷處理。兩條或兩條以上的缺陷線性顯示在同一條直線上且間距不大于2mm時,按一條缺陷顯示處理,其長度為兩條缺陷顯示之和加間距。蘇州不銹鋼管