锅炉使用中304不锈钢管容易受热胀冷缩的原理产生破坏甚至出现渗漏,针对以上锅炉内管出现的问题,我们应用了一种新的焊接方法解决了锅管出现的问题,本文主要阐述了这种新方法的应用及工艺供同行参考。

一、对锅筒、管板插入式304不锈钢管的焊接方案探讨

1.1焊缝形成和工作状态分析

304不锈钢管与管板间存在一定间隙,焊接完成后,焊缝中存在一定的焊接应力。在一定的诱发条件下,可能沿焊接应力方向扩展,进一步形成裂纹。焊接热影响区根据组织特征分为熔合区、过热区、相变重结晶区、不完全重结晶区,其中过热区是晶粒粗大的过热组织,其塑性很差,特别是冲击韧性比基本金属低25%~30%,是焊接接头中的薄弱区域。对于壁厚为3mm304不锈钢管,焊缝下部完全处在热影响区的过热区中,在受到冲击或振动且冲击或振动超过某一值时,易在该处产生裂纹、裂缝,甚至造成渗漏。锅炉在使用过程中,因频繁的开炉停炉,焊接接头反复受到热胀冷缩的影响,极易产生疲劳破坏。在有关资料及运行过程中发现该处焊缝易产生泄露。因此该处焊接接头应具有相当好的综合机械性能,才能满足其恶劣的工作环境需要。

1.2改进措施

减少焊接线能量:线能量过大,会引起热影响区过热,使晶粒粗大,降低焊接接头的抗裂性能。因此,在保证焊接质量的前提下,采用小电流快速焊接,本方案预采用氩弧焊,减少焊接线能量的输人,以改善热影响区的组织性能,提高焊接接头的抗裂性能。消除间隙:焊接前进行预胀,消除304不锈钢管与管板的间隙,增加焊缝的拘束度,提高焊缝的抗裂性能。避免共振:在运输过程中尽量减轻车与锅炉的振动,避免共振现象出现共振极可能造成锅炉部分部件产生破坏.采用焊接工艺性更好的焊条,方案预使用焊丝型号为TIG-150,电流90A-130A,进一步提高焊接接头的综合机械性能。进行焊工培训,提高操作技能和质量意识,确保产品质量。苏州不锈钢管

二、焊接工艺方案实例苏州不锈钢管

2.1按锅炉角焊缝强度计算方法要求:角焊缝焊脚最小尺寸不得小于管道壁厚,故焊缝高度严格控制为3mmsks5mm.

2.2为防止因焊接而导致汽包热力变形,汽包两侧前后向第一排管先焊接,已达到固定上、下汽包的作用,其他焊口采取花式焊接,花焊情况如图1所示。苏州不锈钢管

2.3施工机械、设备的配置:a.机具、工具:配备ZX7-400电焊机5台。每名焊工需配备焊钳、焊帽、扁铲、手锤、钢丝刷、工具袋、白光眼镜、氩弧焊把各-个。焊接所用的焊机工作参数稳定、调节灵活,焊接所用工具经检查完好无损,能够充分满足现场焊接施工要求。采用溶剂去除型着色探伤剂,型号为DPT套装。B.焊前准备:所用焊接材料必须有质量合格证明、出厂日期证明。施工场所安全,设施齐全、规范必须做好可靠的防风、防雨措施。所有焊接施工人员施工前,认真熟悉本方案内容,并对施工人员进行施工技术交底,明确施焊部件材质、工艺、选用的焊接材料。焊丝使用前应清除锈、垢和油坛,露出金属光泽,使用跟踪记录。钨极氩弧焊采用WCe,所用氩气纯度不小于99.95%库的焊材按标准进行保管,库房干燥通风,温度控制大于5℃,相对湿度小于60%,并应配备除湿机、电加热器、温湿度表等。304不锈钢管对口前必须进行抛光,使管口及深入汽包内部焊接部分管壁无铁屑,泥土杂物,呈现金属光泽,并无超标、划痕等影响焊口质量的因素出现。304不锈钢管抛光后必须进行通球试验,51 x3的对流管选用34钢球,60 x3的水冷壁管选用40钢球。通球试验后对管口进行防锈处理后密封放置在安全平稳的平台上待用。焊接前对汽包内部及焊口进行清理,用抹布蘸橡胶水进行反复擦洗至光亮无杂物。焊接施工人员在正式上岗前进行与实际条件相适应的模拟练习,所焊样品报由质检、监理检查合格后可进行正式施工。

2.4劳动力计划:本项工程配备焊接人员4人,焊接工作人员必须经《焊工技术规程》考核合格,并取得相应资格证书,施工人员需具备较高的操作技能和良好的焊接施工工艺作风。苏州不锈钢管

2.5焊接施工方案措施:a.焊接施工作业流程:全氨弧作业流程:管道就位、打磨坡口一对口装配一焊口预热一焊接一自检一专检一无损检验一合格工地班组验收一三级验收一四、五级验收。b.焊接施工要求:锅筒本体材质为Q245R-GB713,管材为20GB3087),故采用氩弧焊接。焊丝型号TIG-150,电流90A-130A。对口要求:对口时,坡口处两侧10nm-15mm范围应打磨干净,除尽油、漆、垢、锈等,直至露出金属光泽,以保证焊缝焊接质量。坡口内及边缘20mm内母材无裂纹、重皮、坡口破损及毛刺等缺陷。304不锈钢管对口时除特殊要求外不得有附加应力,呈自由状态,以减小焊接应力,防止裂纹产生。不得强制对口,不得对焊接接头进行加热校正和组对焊口。304不锈钢管对口时一般应平直,304不锈钢管端面与304不锈钢管中心线的偏斜度要求:304不锈钢管外径(mm<60Af-0.5,严格控制304不锈钢管深入汽包长度在5mm-6mm之间,因原设计为胀管,所以设备留有较长的胀管余量,安装时以上汽包为基准,探入下汽包的多余部分用角向细致切掉。c.渗透探伤:检测表面制备:工件被检表面不得有影响渗透检测的铁锈、氧化皮、焊接飞溅、铁屑、毛刺以及各种防护层。被检工件加工表面粗糙度RA<12.5um,被检工件非加工表面的粗糙度可适当放宽,但不得影响检测结果。局部检测时,准备工作范围应从检测部位四周扩张25mm。检测工艺和检测技术:预清洗:采用溶剂或洗涤剂清洗工件表面,如确有需要可进行酸洗或碱洗,然后进行渗透检测,清洗后检测面上遗留的溶剂和水分等必须干燥且应保证在施加渗透剂前不被污染。施加渗透剂:施加方法:喷涂,用静电喷涂装置直接对焊缝或被检面喷涂。渗透时间及温度:在10-15℃的温度条件下,渗透持续时间一般不少于10min,去除多余的渗透剂:采用清洗剂去除,一般先用干燥、洁净不脱毛的布依次擦拭直至大部分多余渗透剂被去除后,再用蘸有清洗剂的干净、不脱毛的布或纸进行擦拭,直至将被检面上多余的渗透剂全部擦净,但应注意不得往复擦拭,不得用清洗剂直接在被检面上冲洗。干燥处理:室温下自然干燥,时间通常为5min-10min.施加显像剂:喷涂显像剂时,喷嘴离被检面距离为300mm~400mm,喷涂方向与被检面表面角为30°~40°,显像时间一般不少于7min。观察:观察显示应在显像剂施加后7min~60min内进行。着色渗透检测时,缺陷显示的评定应在白光下进行,通常工件被检面处白光照度不小于1000x,当现场采用便携式设备检测,由于条件所限无法满足时,可见光照度可以适当降低,但不得低于500L.x。辨认细小显示时,可用5~10倍放大镜观察,必要时应重新进行处理,检测。后清洗:工件检测完毕后应进行后清洗,以去除对以后使用或对材料有害的残留物。缺陷显示的分类和记录:显示分为相关显示、非相关显示和虚假显示,非相关显示和虚假显示不必记录和评定。小于0.5mm的显示不计,除确认显示是由外界因素或操作不当造成的之外,其他任何显示均应作为缺陷处理。缺陷显示在长轴方向与工件轴线或母线的夹角不小于30°时,按横向缺陷处理,其他按纵向缺陷处理。长宽比大于3的缺陷按线性缺陷处理,长宽比不大于3的缺陷按圆形缺陷处理。两条或两条以上的缺陷线性显示在同一条直线上且间距不大于2mm时,按一条缺陷显示处理,其长度为两条缺陷显示之和加间距。苏州不锈钢管