锅炉、压力容器筒体上管座角焊缝焊接技术的研究.docVIP

锅炉、压力容器筒体上管座角焊缝焊接技术的研究

一、前言

锅筒是锅炉产品中一个非常重要的部件，锅筒的焊接质量历来是各锅炉厂家最为关心的，但以往大家一般主要将注意力集中在锅筒的纵缝、环缝及集中下降管、给水管上，关于Φ133mm及Φ159mm引出管管座的焊接一直没有引起足够重视，但随着用户对管座焊接要求的不断提升，锅筒管座的焊接已成为锅炉行业关注的焦点。

以往在220t/h、420t/h锅筒的Φ133×12引出管管座焊接时，选用全焊透的结构型式，焊接采纳内孔氩弧焊封底、手工电弧焊盖面，焊后仅进行表面磁粉探伤，然而在采纳超声波探伤检查后，连续两台产品的锅筒管座角焊缝一次合格率低得实在确实令人难以接受，也马上引起了大家的高度重视，经过实物解剖的分析，发现锅筒管座焊接缺陷主要分布在内孔氩弧封底焊根部和手工焊焊缝底部，大部分呈整圈分布，缺陷的性质为未焊透、夹渣和气孔。

从目前生产状况来看，现有的设备，管座加工精度，焊接坡口的具体尺寸，焊工的操作技能等均不能满足要求，因而焊接质量难以达到超声波探伤合格标准。依据前两台锅筒管座焊接的实际状况分析，我们发现由于管座的壁厚、椭圆度公差及管座的加工精度使得管座的钝边尺寸过大或不均匀，管座装配时，由于没有仔细控制又造成错边量过大，从而造成了管座根部内孔焊未焊透、焊穿，而管座底部的手工焊缺陷，则主要是由于坡口间距过小，造成焊工运条不当以及操作环境恶劣等因素引起。

二、管座焊接质量改善

1．改变制定坡口型式，完成焊接工艺评定

由于1000t/h和2000t/h锅筒上Φ159×20管座的坡口型式全部采纳从美国CE公司引进的根部不焊透的J型坡口，难于满足超声波探伤的要求，我们依据220t/h、420t/h锅筒的Φ133×12引出管管座焊接经验，将根部不焊透的J型坡口全部改成全焊透的D型坡口，并重新制定满足要求的坡口型式，重新进行工艺评定，为了保证生产的顺利进行，我们制定了新的内孔氩弧焊工装，包括导电杆、导电嘴、外保护气套、定位芯棒等工装。对焊接坡口也作了新的制定，为了检验重新制定的工装及焊接坡口的合理性，工艺部门在生产车间的配合下先后制备了近百个管座试样，边焊边调整规范参数及坡口型式的具体尺寸，边焊边总结经验，在短时间内完成了试验及工艺评定，满足了生产的正常进行。

2．细化提升管座角焊缝一次合格率的措施

针对管座角焊缝的一次合格率奇低问题，先后数次组织了工艺、车间、探伤、标准、制定的有关人员进行了会诊，并与车间操作工人一起对缺陷产生的原因进行了分析、探讨，依据缺陷主要集中在根部及整圈的特点，制订了新的工艺方案，并在第三台锅筒管座焊接时采用如下措施：

①针对坡口间距过小，在加工坡口时，常有加工不到位的状况，决定将锅筒筒体上的坡口角度由原来的30°改为15°,坡口盆口尺寸加工须满足图纸要求的尺寸。

②针对钝边尺寸太大或不均匀的状况，决定从第三台起管座内孔全部内镗，并对管座的加工要求提出更高的要求，管座的壁厚适当放厚以满足内镗的需要。

③针对手工焊时焊条运条不畅，难以摆动的状况，决定手工焊第一层焊接时由原来的ΦΦ3.2焊条。

④针对错边过大的状况，采用了装配点焊时使用定位芯棒，对管座纵、环向偏差暂不考核，以满足内孔氩弧焊的需要。

⑤焊前向焊工进行交底，焊接过程中，工艺人员到现场进行跟班、指导，以进一步掌握第一手资料，车间将原生产周期从2天改为7～10天，以保证质量。

经过连续10天的精心焊接，第3台锅筒管座的一次焊接合格率终于从第1台的3个合格，第2台的9个合格提升到了31个合格，但合格率仍仅41.9%，这无疑极大地打击了焊工的信心，也使很多人产生了管座焊后采纳超声波探伤是否能行的疑问。在公司领导的关心和支持下，工艺部门和生产车间协手合作对第3台锅筒管座的缺陷状况进行了分析，并在产品上抽刮了3个管接头进行仔细观察、研究，并让操作焊工一起来观看，使焊工对缺陷的位置、性质有一个直观了解。为此，我们又组织了工艺人员与焊工进行了交流，通过交流，工艺部门充分听取了焊工的看法并进行分析，对焊接工艺又作了如下修改：

①将原来一直进大炉进行预热的工艺改为局部预热，以改善焊工的操作条件。

②打破常规改变原来的操作工艺，对打底层焊接由原来的运条电弧不能给在中间，改为运条时电弧直接给在中间，并适当增加焊接电流，以保证根部焊透。

③依据第3台管座角焊缝缺陷已由原来的整圈变为主要集中在起弧及收弧接头处的特点，要求焊工强化责任心，对接头处要求进行修磨。

④生产车间依据实际状况又发出了“关于强化锅筒上内孔氩弧焊管接头质量的几点要求〞，对锅筒管座的焊接作出了具体规定，并分