CN101152689A - 钢包修复技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢包修复技术,包括修复条件的确认、包体的修复及修复后的检验,所述包体的修复包括以下步骤:挖补钢板的制作和准备;挖补前对包体各区域的缺陷检测;挖补钢板的切割;坡口的加工;组对点固焊;焊接;焊接后的热处理。该技术解决了钢包在大范围损伤后钢包的出路问题,提高了钢包的利用率和使用寿命,有力降低了钢包的使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢(铁)水包包体损伤后的修复技术。
背景技术
钢(铁)水包是冶炼、铸造企业用于盛装钢(铁)水的高温容器设备,作为盛装高温液体金属的容器,通过观察和现场调查发现VOD不锈钢钢包在使用一段时间后,许多钢包的下半部直径明显变大并严重变形,尤其在承重的耳轴加强板正下方灌体变形最为严重,造成钢包包体减薄,并且使得钢包结构受力和应力场分布改变;随着钢包使用周期和使用频率的增加,这种变形趋势将越来越大,而且发现几乎所有的不锈钢钢包都有这种变形趋势。这种情况的出现是因为钢(铁)水包本身所处的恶劣工况是无法改变的,即长期地处于交变载荷、高温、交变应力条件,并且它移动范围大,移动的全过程又都是在不稳定且变化条件下工作,在移动过程中一旦发生破坏,损害性更大,对安全生产将会构成极大的威胁。尤其是钢包变形较大时,如果不采取措施继续生产,将会严重威胁钢(铁)水包的使用安全和生产人员的生命安全。
但钢(铁)水包毕竟是有损耗的,在经过一段时间的使用后,各种类型的钢包都会相继出现包体的损坏,其主要损伤形式有变形、烧损、开裂、磨损,甚至熔穿。当生产现场发生烧损、熔穿、明显裂缝,以及检验发现有超标变形、局部磨损、裂纹等缺陷时,都应进行相应的处理。而目前许多企业在碰到这种问题时,如果是小范围的损伤基本还可以采用一些通常的方式处理一下,遇到包体损伤严重时,出于安全考虑和技术的不成熟,基本上会放弃修补,采用更换新包体的方式,钢(铁)水包的使用寿命也就此终结。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种包体大范围损伤后的修复技术,它解决了人们一直渴望解决而没有解决的包体大范围损毁后包体的修复,延长了钢包的使用寿命,降低了生产成本。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现。
一种钢包修复技术,包括修复条件的确认、包体的修复及修复后的检验,所述包体的修复包括以下步骤:
1)、挖补钢板的制作和准备;
2)、挖补前对包体各区域的缺陷检测;
3)、挖补修复焊接用钢板的切割;;
4)、坡口的加工;
7)、组对点固焊;
8)、焊接;
9)、焊接后的热处理。
所述修复条件为包体径向凸出尺寸大于60mm或蠕变变形量超过2%或包体变形量超过1%。
所述挖补钢板按照如下工艺步骤制作:
1)、对钢包修复区域进行现场实地测量后,选用合格的板材按尺寸下料;
2)、按展开料尺寸切割下料;
3)、画出定位十字线及其压型线;
4)、在卷板机上卷板;
5)、采用样板检查测量并验收;
6)、切割加工焊接坡口;
7)、做好标记;
8)、包装运输到修理现场。
所述坡口的加工采用将切割后的钢包壳体加工出坡口呈内外不对称形式的焊接用坡口的形式,其中挖补连接焊缝坡口内侧坡口深度大于外测坡口深度。
所述组对点固焊采用焊条进行固定焊,固定焊焊缝长度不小于50mm,焊条焊接收弧时填满弧坑,然后修磨固定焊焊缝两端至圆滑,并检查固定焊焊缝外观质量无缺陷。
所述焊接包括以下步骤:
1)、选取φ3.2mm或者φ4mm焊条在350℃烘干1小时后,装入焊条保温筒备用;
2)、采用氧-乙炔火焰加热焊缝及两侧50mm范围内,清除附着杂质,然后打磨见光;
3)、将焊接坡口及其两侧至少50mm范围内清除干净,并对坡口面打磨平整见光,并对坡口进行缺陷检查合格;
4)、采用自控远红外电加热方法对坡口焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍区域,且不小于100mm范围内进行焊前加热,预热温度为100~150℃,并同步预热预热区内可能产生高拘束的部分;
5)、取备用焊条施焊
焊接时,若选取φ3.2mm焊条时焊接电流为100A~130A,电弧电压为23V~26V,采用直流电源反接;选取φ4mm焊条时焊接电流为140A~180A;采用短弧施焊、窄焊道多层多道焊法,每一焊道的熔敷宽度应不大于焊芯直径的4倍;焊接位置为立焊时,每根焊条焊接时间控制在1′10″~1′30″,焊接线能量控制在15~35kJ/cm;焊接位置为横焊时,每根焊条焊接时间控制在50″~1′30″,焊接线能量控制在10~25kJ/cm。
所述焊接开始后采取不间断连续焊接方式焊接,层间温度保持在100℃左右,所述焊接的施焊顺序和工艺步骤如下:
1)打底焊:
先在钢包壳体内侧的正面坡口一侧施焊打底层焊缝,焊缝高度3~5mm,焊至固定焊焊缝时,拉高电弧,加快焊接速度,使其与其它部位焊缝高一致;
2)、第二层焊接:
将所述挖补钢板分为上下各四个区域,分别命名为左上区、左中上区、右中上区、右上区、左下区、左中下区、右中下区、右下区;按照以下焊接顺序分段焊接:左上区左部和右上区右部、左下区左部和右下区右部、左中上区上部、右中上区上部、左中下区下部、右中下区下部、左上区上部、右上区上部、左下区下部、右下区下部,所述焊接为大段分步退步反向焊接,分段长度不大于500mm;
3)、第三层焊接:
同第二层焊接的焊接顺序,并且每焊一根焊条后,立即进行焊缝低频机械碾打,碾打密度为每平方厘米不少于5次,碾打后的焊道表面有可见的密实麻点;
4)、第三层以后各层的焊接:
其余各层焊接同第三层;
5)、包体外侧坡口清根:
内侧坡口焊接后,采用碳弧气刨工艺在外侧进行焊缝背面清根,并修磨至露出金属光泽;
6)、包体外侧坡口焊接:
按第三层焊接的焊接分段顺序及工艺方法焊接清根后的外侧坡口焊缝;
7)、中间层焊接:
按第三层焊接的分段顺序及工艺,在两面坡口内同步焊接至焊满坡口;
8)、去除所述以上各部骤的横焊缝在焊接完成回火焊道后的表面加强高,所述焊缝表面加强高应不大于2mm,并与母材圆滑过渡;
9)锤击碾打消除应力工艺:
选用直径不超过4mm的焊条,采用手工电弧焊焊接方法焊接,每一根焊条焊完后,立即进行焊缝的机械碾打,然后进行焊后热处理;
10)、焊接结束后在焊道表面加焊回火焊道,回火焊道焊接完毕后,再将回火焊道打磨掉,并保持焊道表面与母材圆滑过渡。
所述焊接后的热处理工艺过程包括加热、保温、冷却三个过程;即以不高于80℃/h的升温速度加热至620±20℃后,保温120min,然后以不高于50℃/h的降温速度降温至200℃时开始空冷至环境温度;所述各过程互相衔接,不可间断,热处理部位包括挖补区及焊缝,加热范围为挖补件尺寸2倍以上区域,保温范围为加热范围2倍以上区域,包体内外壁温差控制在50℃以内。所述焊接后的热处理工艺过程中的加热采用履带式电加热片加热,加热片布片采用内外同时加热布片方式。
所述挖补前对包体各区域的缺陷检测包括对包体及包底坡口面、坡口附近区域的缺陷检测,其检测方法采用超声检测和渗透检验相结合的无损探伤方法进行。
所述修复后的检验的检验项目包括外观缺陷检查、磁粉探伤验收以及超声波探伤检验。
所述对坡口的缺陷检查采用渗透检验方式检查。
该发明所述的钢包修复技术解决了钢包在大范围损伤后钢包的出路问题,提高了钢包的利用率和使用寿命,有力降低了钢包的使用成本。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作一详细说明。
图1为挖补钢板展开示意图;
图2为钢包挖补区示意图;
图3为焊接坡口示意图;
图4为回火焊道示意图;
图5为焊后热处理加热片布片示意图;
图6为焊接后热处理的热电偶位置示意图。
图中:1、挖补钢板 11、定位十字线 12、压型线 13、透气孔2、包体 21、挖补区 22、包体纵缝 23、封头环焊缝3、坡口 31、坡口内侧 32、坡口外测4、焊道 41、回火焊道61、热电偶 62、保温棉 63、加热片
具体实施方式
下面以不锈钢生产用钢包的“凸包”变形的金属壳体修复为例,结合附图对本发明的具体实施方式作一详细说明。
钢包中的应力可认为由三部分组成:
1)机械荷载产生的应力,这部分应力是由钢包自重、钢水重量等产生的;
2)温差应力,这部分应力是由于钢包内外壁的温差引起的;
3)热膨胀引起的应力,这部分应力是由于耐火材料和碳钢的线膨胀系数不同,形成耐火砖对钢壳的膨胀应力。
根据现场钢包凸包变形的尺寸测量结果分析,钢包凸包主要集中在钢包两侧耳轴的下方,具体在两道纵向拼板环缝中间,因此制定了钢包凸包变形焊接挖补修复方案,综合采用线能量控制技术和焊接变形控制技术、远红外自动焊前预热和焊后热处理技术,采用挖补焊接修复工艺方法。
首先要对包体金属材质进行综合检验,确定是否需要展开修复,当钢包凸包变形的尺寸较大时,应该进行“凸包”变形的修复。
1、变形极限尺寸确定
1)对于钢包凸出变形,当径向凸出尺寸>60mm时,包体耐材砌筑难度增大,需要修复;
2)参考相关DL468-2000《火力发电厂金属技术监督规程》标准中,要求对蠕变变形量控制在<2%以内,超过这一数值时需要修复;
3)不锈钢钢包主体材料采用20g,为碳素钢材;而火力发电厂材料为耐热钢,属于合金钢。碳素钢热强性能相对合金钢较差,考虑到不锈钢钢包,在VOD工序过程中,包体温度已经非常高,因此包体变形量控制在1%以内较安全适宜,超过时要进行修复;
4)按照以上原则对钢包包体凸出部位变形量进行计算,按照包体直径约4000mm计算,1%变形量为40mm,此时钢包包体外观变形已经相当明显,所以当包体凸出变形数值达到40mm进行挖补修复。
2、采用焊接挖补修复工艺技术
综合应用焊接线能量控制焊接变形、远红外自动焊前预热和焊后热处理等技术措施,采用挖补焊接修复工艺方法,修复凸包变形。
3、修理方案
3.1挖补钢板制作及检查
不锈钢包包体材质为20g,选用合格的板材按尺寸下料,每个钢包修复前现场实地测量后下料,如图1所示为钢包下料挖补钢板展开图,挖补钢板1展开后呈梯形,挖补钢板制作工艺步骤如下:
(1)按展开料尺寸切割下料;
(2)画出定位十字线11及其压型线12;
(3)在卷板机上卷板;
(4)采用样板检查测量并验收;
(5)切割加工焊接坡口;
(6)做好标记;
(7)包装运输到修理现场。
3.2挖补前探伤
采用无损探伤方法(UT+PT)进行包体及包底坡口面、坡口附近区域检测,确认无缺陷后进行组对施焊。
3.3挖补区的切割准备
如图2所示,将准备挖补修复焊接用钢板贴合在包体2表面,以包体纵缝22和封头环焊缝23为参考坐标,然后划出切割线,确定挖补区21,按照划出的切割线进行切割。
3.4坡口及其打磨
将切割后的钢包壳体加工出焊接用坡口,焊接用坡口如图3所示,不对称坡口形式是为了保证钢包壳体修复时候内外焊接量相等,故采用内外不对称坡口形式,焊接时先焊接深坡口3一边的坡口内侧31,然后采用碳弧气刨清理焊根、打磨后再进行另一面坡口外测32的焊接修复。
3.5组对点固焊
(1)采用焊条E4315(J427)进行固定焊,固定焊焊缝长度应≥50mm,尽量采用上限规范,一次填充量要大,焊条焊接收弧时填满弧坑,并用角向磨光机修磨固定焊焊缝两端,使其圆滑过渡。
(2)检验:对固定焊焊缝进行外观质量检查,不得有裂纹、未熔合等焊缝表面不允许缺陷。
3.6焊接
(1)焊工:持证焊工12名。
(2)焊接设备:ZX7-400 2台。
(3)焊条:焊条E4315(J427)Φ4mm,350℃烘干1小时后,装入焊条保温筒随用随取,不得采用Φ5mm焊条施焊。
(4)附着杂质清理:采用氧-乙炔火焰加热焊缝及两侧50mm范围内,清除其附着杂质,然后采用角向磨光机打磨见光。
(5)坡口确认:施焊前应将焊接坡口及其两侧各不少于50mm范围内的铁锈、氧化皮、油污、灰尘等清除干净。现场进行坡口加工时,坡口面应打磨平整见光,并经PT检验合格。施焊前焊工应对坡口进行检查,不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷,且尺寸应符合方案的规定,对不符合焊接要求的坡口,焊工可以拒绝焊接。
由焊接技术人员进行坡口尺寸、表面清理质量和固定焊焊缝质量检查,确认合格后方能施焊。
(6)预热:
为减少焊缝焊后冷却速度,避免淬硬组织的形成,减小焊接应力及变形,防止产生裂纹并改善热影响区塑性,焊接前需要在焊接坡口两侧一定范围内局部加热到一定的温度。
采取局部预热时,应防止局部应力过大,预热的范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍区域,且不小于100mm。即采用自控远红外电加热方法对坡口及坡口两侧150mm范围内进行焊前加热,预热温度为100~150℃,对预热区内的可能产生高拘束部分也应考虑同步预热,以减少焊接时的应力拘束。
预热的工艺流程如下:
a、装加热片;
b、装保温;
c、装导线;
d、工艺曲线确认;
e、升温加热;
f、焊缝完成停止;
g、拆除装置;
h、记录曲线。
(7)焊接顺序:
采用φ3.2mm或者φ4mm焊条进行多层多道焊。每焊一层要清渣,更换焊条时,弧坑要填满。φ3.2mm焊条焊接电流为100A~130A,电弧电压为23V~26V,采用直流电源反接;施焊时采用直径4mm焊条时焊接电流为140A~180A;采用短弧施焊、窄焊道多层多道焊法,每一焊道的熔敷宽度应不大于焊芯直径的4倍,焊接位置为立焊时,每根焊条焊接时间控制在1′10″~1′30″,焊接线能量控制在15~35kJ/cm;焊接位置为横焊时,每根焊条焊接时间控制在50″~1′30″,焊接线能量控制在10~25kJ/Cm;施焊过程中应控制焊接线能量尽量最小为下限。
a.打底焊:先在钢包壳体内侧的正面坡口一侧施焊打底层焊缝,焊缝高度3-5mm,焊至固定焊焊缝时,拉高电弧,加快焊接速度,使其与其它部位焊缝高一致。
b.第二层焊接:按顺序进行分段焊接(将所述挖补钢板分为上下各四个区域,分别命名为左上区、左中上区、右中上区、右上区、左下区、左中下区、右中下区、右下区;具体焊接顺序为:左上区左部和右上区右部、左下区左部和右下区右部、左中上区上部、右中上区上部、左中下区下部、右中下区下部、左上区上部、右上区上部、左下区下部、右下区下部),为大段分步退步反向焊接,分段长度不大于500mm。
c.第三层焊接:同上顺序焊接,并且每焊一根焊条后,立即进行焊缝低频机械碾打,碾打密度为每平方厘米不少于5次,碾打后的焊道表面应有可见的密实麻点,其主要目的是释放焊接应力。其余各层焊接同第三层,注意各层间的层间清理及锤击效果。
d.包体外侧坡口清根:内侧坡口焊接后,采用碳弧气刨工艺在外侧进行焊缝背面清根,并用角向磨光机修磨至露出金属光泽。
e.包体外侧坡口焊接:按c条焊接分段顺序及工艺方法焊接清根后的外侧坡口焊缝。
f.中间层焊接:按c条分段顺序及工艺,由2名焊工在两面坡口内同步焊接至焊满坡口。
g.不间断焊接要求:焊接开始后不间断连续焊接,并保证层间温度为约100℃。
h.焊缝表面加强高:为使焊缝处于良好应力状态,并具有补强作用,焊缝加强高应≤2mm,并使加强高与母材圆滑过渡。上面的横焊缝在焊接完成回火焊道后采用角向磨光机将表面加强高去掉。
I.锤击碾打消除应力工艺:焊接方法选用手工电弧焊,焊条为E4315(J427),为保证低线能量,最粗选用Φ4mm直径的焊条。每一根焊条焊完后,立即锤击焊缝,即机械碾打,立即进行焊后热处理。焊接方法选用手工电弧焊,焊条为E4315(J427),在环形焊缝高拘束应力无法回避情况下,采取正确的工艺手段,降低应力值尤为重要。
j.回火焊道焊接:
如图4所示,为回火焊道示意图,焊接结束后在焊道4表面加焊回火焊道41,回火焊道41焊接完毕后,再将回火焊道41打磨掉,并保持焊道表面与母材圆滑过渡。
3.7焊接后热处理
焊接时的局部不均匀热输入是产生焊接残余应力的决定因素,焊接残余应力是直接影响焊接结构性能、安全可靠性和制造工艺性的重要因素。焊接残余应力会导致在焊接接头中产生冷、热裂纹等缺陷,在钢包设备使用过程中,焊接构件承受载荷所引起的工作应力与其内部的残余应力相叠加,将导致构件产生二次变形和残余应力的重新分布,在工作温度、工作介质及残余应力的共同作用下,焊接构件的抗疲劳强度、抗脆断能力、抗应力腐蚀开裂及抗高温蠕变开裂能力都将大大下降,容易导致事故的发生,因此必须对钢包进行焊接热处理消应力。
对于较大规模钢包挖补来说,挖补后的钢包的结构拘束应力和焊接残余应力在某一相位叠加时,其峰值应力将接近该材料的屈服极限,因此为避免应力叠加后的焊接接头屈服破坏可能性,需要采用热处理方法降低焊接残余应力。
为改善焊缝及热影响区的性能,消除焊接残余应力等有害影响,将焊接区或其一部分加热到略低于AC1温度,并做一定时间的保温,而后空冷至环境温度。该热处理工艺过程包括加热、保温、冷却三个过程,这些过程互相衔接,不可间断。通过焊后热处理松弛焊接残余应力,软化淬硬区,改善组织,减少氢含量,改善了力学性能及蠕变性能。热处理根据JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》标准执行。
采用热处理设备为DWK-A型-360kw远红外电脑温控仪器,加热方式采用履带式电加热片加热。采用低压聚氯乙稀(PVC)绝缘四芯控制电缆进行电力输送。
电缆线是连接电源与热处理设备之间的导线,其安全载流量由表1确定,可以得知一台热处理机(180A)应选95mm2电缆线(3×95+1×35),两台热处理机(360A)应选240mm2电缆线(3×240+1×70)。
表1低压聚氯乙稀(PVC)绝缘四芯电缆安全载流量
主线芯截面(mm2) | 中芯线截面(mm2) | 安全载流量(A) | |||
空气中敷设 | 直接埋地 | ||||
铜 | 铝 | 铜 | 铝 | ||
4162535507095120150185240 | 2.56(10)10(16)10(16)16(25)25(35)35(50)35(70)50(70)50(95)70(120) | 256081102128159195224260298358 | 1946637999121150173199230277 | 3579104134164198238272306346412 | 276179103126152184208236265315 |
电源输入方式采用三相四线制。热处理开始运行分六个炉区循环加热,在热处理时,导线的额定限度一定不能小于输出功率。对于钢包壳体焊接后消除应力热处理加热,为了提高加热效果,保证加热均匀,防止在厚度方向上出现温度梯度,提高热处理消应力效果,热处理加热片布片采用内外同时加热布片方式。具体见图5所示,在焊缝4两侧设有加热片63,并且在挖补钢板1和包体2两侧最外层包设有保温棉62。
热处理加热时送电加热前检查是必需的,主要有以下几点:
(1)、导线正确性检查;
(2)、保温装置压实性检查;
(3)、热电偶可靠度检查;
(4)、在进行消应力处理时还应检查消火防火措施的落实;
(5)、导线,特别是防止加热电缆短路;
(6)、长距离高空作业导线固定位置检查;
(7)、长距离高空作业应急通道检查落实;
(8)、计算机设定的工艺参数曲线核对,记录仪检查;
(9)、送电线路温度检查,重点接头检查;
(10)、加热片检查,每10min检查一次,直至恒温结束。
热处理工艺流程如下:
(1)、一次电源准备;
(2)、工作性能测试(应力、金相、硬度、几何尺寸);
(3)、二次电源准备;
(4)、输出电缆制式;
(5)、加热准备;
(6)、保温准备及保温安装;
(7)、控温准备;
(8)、热电偶铂、铑K型安装;
(9)、工艺曲线参数设置;
(10)、加热升温、保温及冷却;
(11)、拆除装置;
(12)、检验质量。
热电偶是控温测量数据采集和反馈的重要装置,它的质量直接影响热处理质量,其参数见表2。热电偶属易损品,使用前应逐一对其进行误差测量,有利于对温度的控制和调整。热点偶布点设计对于合理分析采集数据有重要影响,因此对投入使用的热电偶要逐一编号记录,并对其性能进行跟踪,记录位置方向如图6所示。
表2热电偶参数
规格(mm) | 分度号 | 最高温度 | 误差 |
φ3×800 | K型 | ≤800℃ | ±10℃ |
如图5焊后热处理加热片布片示意图和图6焊接后热处理热电偶的位置示意图所示,测温热电偶61控温布置不少于双面8点(每个面4点),热电偶编号和坐标位置要一一对应并做好记录。
焊后热处理具有如下特征:
(1)目的:消除焊接残余焊接应力,释放焊缝区有害气体,改善焊接接头的综合机械性能;
(2)时间:焊后质量检验合格后立即进行;
(3)部位:
a.挖补区及焊缝;
b.加热范围为挖补件尺寸2倍以上;
c.保温范围为加热范围2倍以上。
(4)焊后热处理工艺:
加热温度:620±20℃
升温速度:≤80℃/h
保温时间:120min
降温速度:≤50℃/h,200℃以下空冷。
即以不高于80℃/h的升温速度加热至620±20℃后,保温120min,然后以不高于50℃/h的降温速度降温至200℃时开始空冷至环境温度
(5)热处理设备及机具:
a.热处理设备型号:DWK-A型-360kw;
b.辅助器具:热电偶、硅酸铝棉毡、电线、石棉布、角钢、铁丝、胶布等。
(6)注意事项:
a.确保连续供电,开机后不得停电。
b.风力大于6级时,要采取防风措施。
c.内外壁温差控制在50℃以内。
4、修复后探伤检验:
(1)外观检查:焊缝外观100%宏观检查,不得有表面裂纹、气孔、夹渣、未熔合等缺陷;
(2)磁粉探伤:按JB4730.4-2005标准验收合格;
(3)超声波探伤:焊缝表面检验合格后,按JB4730.3-2005进行焊缝探伤,I级合格。
该技术填补了目前钢包大范围损伤后的修复技术,结合钢包的日常检验和维护,非常有利于钢包的日常管理,提高了包体的使用寿命,具有较大的经济和应用价值。
Claims (10)
1.一种钢包修复技术,包括修复条件的确认、包体的修复及修复后的检验,其特征在于,所述包体的修复包括以下步骤:
1)、挖补钢板的制作和准备;
2)、挖补前对包体各区域的缺陷检测;
3)、挖补修复焊接用钢板的切割;
4)、坡口的加工;
7)、组对点固焊;
8)、焊接;
9)、焊接后的热处理。
2.根据权利要求1所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述修复条件为包体径向凸出尺寸大于60mm或蠕变变形量超过2%或包体变形量超过1%。
3.根据权利要求1所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述挖补钢板按照如下工艺步骤制作:
1)、对钢包修复区域进行现场实地测量后,选用合格的板材按尺寸下料;
2)、按展开料尺寸切割下料;
3)、画出定位十字线及其压型线;
4)、在卷板机上卷板;
5)、采用样板检查测量并验收;
6)、切割加工焊接坡口;
7)、做好标记;
8)、包装运输到修理现场。
4.根据权利要求1所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述坡口的加工采用将切割后的钢包壳体加工出坡口呈内外不对称形式的焊接用坡口的形式,其中挖补连接焊缝坡口内侧坡口深度大于外测坡口深度。
5.根据权利要求1所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述组对点固焊采用焊条进行固定焊,固定焊焊缝长度不小于50mm,焊条焊接收弧时填满弧坑,然后修磨固定焊焊缝两端至圆滑,并检查固定焊焊缝外观质量无缺陷。
6.根据权利要求1所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述焊接包括以下步骤:
1)、选取φ3.2mm或者φ4mm焊条在350℃烘干1小时后,装入焊条保温筒备用;
2)、采用氧-乙炔火焰加热焊缝及两侧50mm范围内,清除附着杂质,然后打磨见光;
3)、将焊接坡口及其两侧至少50mm范围内清除干净,并对坡口面打磨平整见光,并对坡口进行缺陷检查合格;
4)、采用自控远红外电加热方法对坡口焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍区域,且不小于100mm范围内进行焊前加热,预热温度为100~150℃,并同步预热预热区内可能产生高拘束的部分;
5)、取备用焊条施焊
选取φ3.2mm焊条时焊接电流为100A~130A,电弧电压为23V~26V,采用直流电源反接;选取φ4mm焊条时焊接电流为140A~180A;
采用短弧施焊、窄焊道多层多道焊法,每一焊道的熔敷宽度应不大于焊芯直径的4倍;
焊接位置为立焊时,每根焊条焊接时间控制在1′10″~1′30″,焊接线能量控制在15~35kJ/cm;焊接位置为横焊时,每根焊条焊接时间控制在50″~1′30″,焊接线能量控制在10~25kJ/cm。
7.根据权利要求6所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述焊接开始后采取不间断连续焊接方式焊接,层间温度保持在100℃左右,所述焊接的施焊顺序和工艺步骤如下:
1)打底焊:
先在钢包壳体内侧的正面坡口一侧施焊打底层焊缝,焊缝高度3~5mm,焊至固定焊焊缝时,拉高电弧,加快焊接速度,使其与其它部位焊缝高一致;
2)、第二层焊接:
将所述挖补钢板分为上下各四个区域,分别命名为左上区、左中上区、右中上区、右上区、左下区、左中下区、右中下区、右下区;按照以下焊接顺序分段焊接:左上区左部和右上区右部、左下区左部和右下区右部、左中上区上部、右中上区上部、左中下区下部、右中下区下部、左上区上部、右上区上部、左下区下部、右下区下部,所述焊接为大段分步退步反向焊接,分段长度不大于500mm;
3)、第三层焊接:
同第二层焊接的焊接顺序,并且每焊一根焊条后,立即进行焊缝低频机械碾打,碾打密度为每平方厘米不少于5次,碾打后的焊道表面有可见的密实麻点;
4)、第三层以后各层的焊接:
其余各层焊接同第三层;
5)、包体外侧坡口清根:
内侧坡口焊接后,采用碳弧气刨工艺在外侧进行焊缝背面清根,并修磨至露出金属光泽;
6)、包体外侧坡口焊接:
按第三层焊接的焊接分段顺序及工艺方法焊接清根后的外侧坡口焊缝;
7)、中间层焊接:
按第三层焊接的分段顺序及工艺,在两面坡口内同步焊接至焊满坡口;
8)、去除所述以上各部骤的横焊缝在焊接完成回火焊道后的表面加强高,所述焊缝表面加强高应不大于2mm,并与母材圆滑过渡;
9)锤击碾打消除应力工艺:
选用直径不超过4mm的焊条,采用手工电弧焊焊接方法焊接,每一根焊条焊完后,立即进行焊缝的机械碾打,然后进行焊后热处理;
10)、焊接结束后在焊道表面加焊回火焊道,回火焊道焊接完毕后,再将回火焊道打磨掉,并保持焊道表面与母材圆滑过渡。
8.根据权利要求1所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述焊接后的热处理工艺过程包括加热、保温、冷却三个过程;即以不高于80℃/h的升温速度加热至620±20℃后,保温120min,然后以不高于50℃/h的降温速度降温至200℃时开始空冷至环境温度;所述各过程互相衔接,不可间断,热处理部位包括挖补区及焊缝,加热范围为挖补件尺寸2倍以上区域,保温范围为加热范围2倍以上区域,包体内外壁温差控制在50℃以内。
9.根据权利要求8所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述焊接后的热处理工艺过程中的加热采用履带式电加热片加热,加热片布片采用内外同时加热布片方式。
10.根据权利要求1所述的一种钢包修复技术,其特征在于:所述挖补前对包体各区域的缺陷检测包括对包体及包底坡口面、坡口附近区域的缺陷检测,其检测方法采用超声检测和渗透检验相结合的无损探伤方法进行。
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