CN102248262B - 蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法，包括步骤：1)对釜环及盖缘齿根表面清理干净后进行无损探伤，找出所有裂纹部位，并对裂纹所在的位置进行打磨清除；2)焊接前，采用加热装置在焊接修复区局部加热到200℃左右；3)焊接时，采用二氧化碳气体保护焊接，采用较小焊接线能量及较快的焊接速度，采用薄层及多道焊，控制层间温度在250～300℃；4)焊后保温处理，焊后立即用保温棉将补焊部位严密保温，自然冷却至室温后再拆除保温棉。本发明的焊接修复工艺技术稳定，成本低，经济和社会效益显著，达到国内领先水平，具有广阔的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接修复工艺方法，属于金属材料焊接技术领域，特别是涉及一种蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法。
背景技术
目前，蒸压釜在我国的工业化生产中应用极其广泛，由于是快开门式设计，蒸压釜靠两端的釜环及盖缘齿进行啮合密封。釜环及盖缘通常用铸钢制造，材料牌号为：ZG230-450H，铸造时容易产生气孔、砂眼、疏松等缺陷，蒸压釜的工作压力较高，在交变载荷的作用下，蒸压釜铸钢釜环及盖缘极容易在上述缺陷处产生疲劳裂纹。
对于釜环及盖缘上裂纹的处理，目前的解决办法只有两种：一是购买新的蒸压釜，二是整个更换蒸压釜釜环及盖缘；前者更换时间短，停产造成的影响较小，但蒸压釜造价高，至少几十万甚至过百万，成本高昂。后者则因为维修时间长，且很快又可能出现同样的缺陷，企业因为停产而造成巨大的损失。
因此，有资质的专业维修厂家和制造厂家，曾尝试使用焊接方法进行修复，都因焊接工艺不当，多在焊缝及热影响区产生新的裂纹而无法彻底修复，严重的直接造成设备报废，一直都没取得成功。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法，所要解决的技术问题是使其采用二氧化碳气体保护焊、较小焊接线能量及较快的焊接速度、薄层和多道焊接、严格控制层间温度及焊后保温等创新焊接工艺技术，使蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹焊接修复后符合国家压力容器管理相关规范的要求。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法，包括步骤：1)对釜环及盖缘齿根表面清理干净后进行无损检测，找出所有裂纹部位，并对裂纹所在的位置进行打磨清除干净；2)焊接前，采用加热装置在焊接修复区局部加热到200℃左右；3)焊接时，采用二氧化碳气体保护焊接，采用较小焊接线能量及较快的焊接速度，采用薄层及多道焊，控制层间温度在250～300℃；4)焊后保温处理，焊后立即用保温棉将补焊部位严密保温，自然冷却至室温后再拆除保温棉。
根据本发明实施例的焊接修复工艺方法，步骤1)中，裂纹打磨宽度为5～50mm，打磨深度为完全消除裂纹为止，所有打磨部位均圆滑过渡。
根据本发明实施例的焊接修复工艺方法，步骤3)中，焊接电流采用150～180A；焊接电压采用26～30V；焊接速度为50～60cm/min；所使用的气体流量达11～13L/min。
根据本发明实施例的焊接修复工艺方法，步骤4)中，焊后在焊缝热影响区200mm范围内，立即用100mm厚保温棉将补焊部位500mm范围内严密保温，自然冷却至室温后再拆除保温棉。
根据本发明实施例的焊接修复工艺方法，采用薄层及多道焊的工艺具体可表述为：焊缝的焊层厚控制在3mm以下，多道焊是焊接时焊丝不摆动焊缝多道排列而成。
根据本发明实施例的焊接修复工艺方法，还包括焊后外观检验步骤5)，24小时后对补焊焊缝及热影响区进行100％MT检测，检验结果按JB/T4730.4-2005评定。
借由上述技术方案，本发明蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法具有的有益效果可表述如下：
1)采用二氧化碳气体保护焊；从而减小焊缝焊后产生氢致裂纹，其焊缝成形美观；
2)较小焊接线能量及较快的焊接速度；
3)采用薄层及多道焊接；从而避免焊缝热影区过热，提高焊缝及热影区的塑性和韧性；
4)严格控制层间温度，焊后保温；改善焊缝及热影响区组织，减小因淬硬组织的形成而引起冷裂纹，减小焊接接头残余扩散氢含量，降低焊缝及热影区温度梯度，减小热应力从而减轻拘束应力；焊后在焊缝热影响区200mm范围内，立即用100mm厚保温棉将补焊部位500mm范围内严密保温，自然冷却至室温后再拆除保温棉，从而减小焊缝及热影区淬硬组织的产生，提高焊缝焊接质量。
本发明的工艺技术稳定，成本低，经济和社会效益显著，达到国内领先水平，具有广阔的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明的蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法步骤流程图。
图2A是焊接修复前的铸钢釜环及盖缘存在线性裂纹的局部示意图。
图2B是采用本发明的焊接修复工艺修复后的铸钢釜环及盖缘局部示意图。
具体实施方式
以下通过附图及具体实施例对本发明作进一步详细表述，但本发明并不仅限于以下的实施例。
实施例
江门市某管桩有限公司一台在用的蒸压釜设计压力1.1Mpa、设计温度187℃、工作介质为饱和水蒸汽和水泥管桩；釜体内径3000mm、筒体长度25820mm、筒体壁厚22mm、筒体材质16MnR；釜环及盖缘材料牌号：ZG230-450H铸钢，1994年正式投入使用，满负荷运行14年。定期检验时发现铸钢釜环及盖缘存在线性裂纹A，如图2A所示。
如图1所示，采用本发明的焊接工艺对该蒸压釜铸钢釜环及盖缘上出现的裂纹进行焊接修复，首先对釜环及盖缘齿根表面清理干净后进行无损检测，找出所有裂纹部位，并对裂纹所在的位置进行打磨清除干净，裂纹打磨宽度为5～50mm，打磨深度为完全消除裂纹为止，所有打磨部位均圆滑过渡。
(1)焊前预热
采用加热装置在焊接修复区局部加热到200℃左右。
(2)焊接工艺参数
a、焊接方法：采用二氧化碳气体保护焊
b、保护气体：瓶装二氧化碳
c、焊丝牌号：TWE-711
d、焊接工艺参数见表1
e、焊接设备：二氧化碳气体保护焊机(型号：KR II 500)
表1焊接工艺参数
(3)焊接工艺要点
a、在保证熔合良好的情况下，尽量采用较小的焊接电流、电压和较快的焊接速度，以保证用较小的焊接线能量进行焊接；
b、采用薄层及多道焊，控制层间温度在250～300℃；焊缝的焊层厚控制在3mm以下，多道焊是焊接时焊丝不摆动焊缝多道排列而成；
c、注意每层焊道检查，发现缺陷及时打磨消除；
d、角焊缝余高为5mm，将焊缝飞溅去除并打磨圆滑即可。
(4)焊后保温处理
焊后立即用100mm厚保温棉将补焊部位500mm范围内严密保温，自然冷却至室温后再拆除保温棉。
(5)焊后检验
焊后外观检验合格，24小时后对补焊焊缝及热影响区进行100％无损检测，均没有发现缺陷，按JB/T4730.4-2005评定合格。如图2B所示。
效果实验例
采用本发明创新的焊接工艺分别对以下在用蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹进行了焊接修复：
1、江门市A管桩有限公司2台Dg3000×27100mm蒸压釜(蒸汽干燥器)；
2、鹤山市B纺织有限公司1台Dg1500×3977mm蒸压釜(硫化罐)；
3、开平市C混凝土制品有限公司1台Dg3000×28121mm蒸压釜(蒸汽干燥罐)；
4、江门市D橡胶有限公司1台Dg2200×10000mm和1台Dg1700×8000mm蒸压釜(硫化罐)。
以上企业的蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹焊接修复后，经广东省江门市特种设备检验所进行100％无损检测，均无发现新的裂纹，焊接修复后的蒸压釜均可继续正常使用。设备在满负荷运行了3个月、1年后，分别对蒸压釜的铸钢釜环及盖缘齿根部位进行了100％无损检测，均未发现新的裂纹，完全达到蒸压釜安全运行的要求，为企业的安全生产、减轻企业的生产成本作出了贡献。
综上所述，采用本发明创新的焊接工艺对在用蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹进行焊接修复，可挽回上述多家企业因更换蒸压釜釜环及盖缘所造成的直接经济损失约175万元，因更换蒸压釜釜环及盖缘导致停产而造成的间接经济损失约570万元，合计：745万元。得到了客户的一致肯定和好评。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法，其特征在于其包括以下步骤：
1）对釜环及盖缘齿根表面清理干净后进行无损探伤，找出所有裂纹部位，并对裂纹所在的位置进行打磨清除干净；
2）焊接前，采用加热装置在焊接修复区局部加热到200℃左右；
3）焊接时，采用二氧化碳气体保护焊接，步骤3）中，焊丝采用TWE-711；焊接电流采用150～180A；焊接电压采用26～30V；焊接速度为50～60cm/min；所使用的气体流量达11～13L/min，采用薄层及多道焊，控制层间温度在250～300℃；
4）焊后保温处理，焊后立即用保温棉将补焊部位严密保温，自然冷却至室温后再拆除保温棉。
2.根据权利要求1所述的蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法，其特征在于：步骤1）中，裂纹打磨宽度为5～50mm，打磨深度为完全消除裂纹为止，所有打磨部位均圆滑过渡。
3.根据权利要求1所述的蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法，其特征在于：步骤4）中，焊后立即用100mm厚保温棉将补焊部位500mm范围内严密保温，自然冷却至室温后再拆除保温棉。
4.根据权利要求1所述的蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法，其特征在于：所述采用薄层及多道焊的工艺步骤为：焊缝每焊层厚在3mm以下焊成，多道焊是焊接时焊丝不摆动焊缝多道排列而成。
5.根据权利要求1所述的蒸压釜铸钢釜环及盖缘裂纹的焊接修复工艺方法，其特征在于：还包括焊后外观检验步骤5），24小时后对补焊焊缝及热影响区进行100％无损检测，检验结果按JB/T4730.4-2005评定。
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