CN102463405B

CN102463405B - 离心压缩机焊接机壳的生产工艺

Info

Publication number: CN102463405B
Application number: CN 201010538506
Authority: CN
Inventors: 刘冬菊; 聂万隆; 徐颖; 黄成宝; 李品威
Original assignee: SHENYANG BLOWER WORKS GROUP Corp; Shenyang Turbo Machinery Co Ltd
Current assignee: SHENYANG BLOWER WORKS GROUP Corp; Shenyang Turbo Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2030-11-10
Also published as: CN102463405A

Abstract

本发明涉及装备制造业中的焊接技术，具体为一种离心压缩机焊接机壳的生产工艺，是MCL水平剖分离心压缩机焊接机壳中铸造风筒法兰水压试验的工艺改变、焊接专业技术。离心压缩机焊接机壳由上机壳、下机壳、进风筒和出风筒组成，上机壳、下机壳相对设置，下机壳底部设置进风筒和出风筒，在进风筒和出风筒的一端分别设有风筒法兰；对ZG230-450铸钢材料的风筒法兰单件进行水压试验，水压试验合格后，将风筒法兰与弯板和筋板拼、焊组成进风筒和出风筒，进风筒和出风筒再与下机壳焊接。本发明对铸钢ZG230-450材料风筒法兰进行单件水压试验，解决焊接机壳整壳水压试验一次成功的关键问题。

Description

离心压缩机焊接机壳的生产工艺

技术领域：

本发明涉及装备制造业中的焊接技术，具体为一种离心压缩机焊接机壳的生产工艺，是MCL水平剖分离心压缩机焊接机壳中铸造风筒法兰水压试验的工艺改变、焊接专业技术，更具体地说，是ZG230-450铸钢材料的风筒法兰单件进行水压试验，水压试验合格后与弯板、筋板，拼、焊组成进(出)风筒，进(出)风筒再与下机壳焊接的工艺。

背景技术：

水平剖分的离心压缩机在石油化工、煤化工、炼油等领域中广泛应用，循环氢、合成气、甲醇循环气、二氧化碳压缩机、空气分离气等压缩机组的机壳都是焊接结构，机壳上的进、出风筒一般都是板材压型、焊接制成的。设计为保证压缩机进、出风筒流量和气流稳定，考虑风筒法兰压型困难，承受压力较高，将风筒法兰改成铸件ZG230-450材料，风筒法兰是60°铸件弯头。焊接机壳的风筒法兰单件进行水压试验的工艺改变了，风筒法兰单件水压试验工艺的改变导致焊接先后顺序改变，但在变化之中压缩机焊接机壳的制造质量不变，确保整个焊壳水压试验一次成功。

发明内容：

本发明的目的是提供一种离心压缩机焊接机壳的生产工艺，对铸钢ZG230-450材料风筒法兰进行单件水压试验，解决焊接机壳整壳水压试验一次成功的关键问题。

本发明的技术解决方案是：

一种离心压缩机焊接机壳的生产工艺，离心压缩机焊接机壳由上机壳、下机壳、进风筒和出风筒组成，上机壳、下机壳相对设置，下机壳底部设置进风筒和出风筒，在进风筒和出风筒的一端分别设有风筒法兰；对ZG230-450铸钢材料的风筒法兰单件进行水压试验，水压试验合格后，将风筒法兰与弯板和筋板拼、焊组成进风筒和出风筒，进风筒和出风筒再与下机壳焊接。

所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，将ZG230-450风筒法兰两侧分别用堵板焊接密封，一侧堵板钻有进出水孔，堵板焊后进行水压试验。

所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，熔化极气体保护焊应用于进、出风筒及风筒法兰焊接的全过程。

所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，焊丝牌号：JQ.MG50-6；焊丝直径：φ1.2mm；电源极性：直流反接；焊接过程工艺参数为：

焊接电流：150～200A；焊接电压：25～28V；气体保护：按体积百分比计，80％Ar+20％CO₂；焊接速度：100～200mm/min；干伸长：10～15mm；气体流量：15～20L/min。

所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，水压试验后进行如下处理：

1)水压试验合格后，机加车掉风筒法兰两侧的堵板；

2)加工风筒法兰圆周焊接坡口，去掉过热区，保证坡口钝边2mm；

3)风筒法兰与弯板、筋板进行拼装，组成进、出风筒；

4)焊接收尾时，填满弧坑。

所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，风筒法兰的一端与弯板I的一端焊接，在弯板I的另一端焊接弯板II和弯板III，在风筒法兰、弯板I、弯板II和弯板III连接处的外侧焊接筋板I、筋板II、筋板III；进、出风筒采取如下焊接过程：

(1)将焊接部位预热80～150℃，温度均匀；

(2)拼装风筒法兰与弯板I，拼装风筒法兰与弯板II、弯板III，保证间隙、钝边2mm；

(3)拼装进、出风筒的筋板I、筋板II、筋板III；

(4)焊后宏观检查，在合格的基础上对弯板焊缝进行超声波探伤检查；

(5)筋板焊缝表面着色检查；

(6)整型；

焊后经过整型、检查合格后与焊接机壳进行焊接，焊后机壳进行水压试验，水压试验合格后转粗加工，粗加工后进行消应力处理。

所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，消应力处理以炉温不低于300℃时进炉，达到620℃±10℃保温6～7小时随炉冷却，300℃出炉空冷。

本发明的有益效果为：

1、本发明MCL离心压缩机中铸造弯头风筒法兰单件进行水压试验，合格后再与弯板、筋板拼焊成进(出)风筒，将进(出)风筒再与下机壳拼装、焊接，保证整个焊接机壳水压试验一次合格，提高制造质量，提高生产效率。

2、本发明MAG焊是熔化极气体保护焊的一种焊接方法，气体保护焊的焊丝不用烘干处理，焊接过程中焊丝自动送给、不用换焊条；由于MAG熔化极气体保护焊的热量集中，具有热影响区窄、变形小、成形美观、质量好、成本低、焊接速度快、焊接效率高等优点，焊接效率是手工电弧焊的5～6倍；而且，焊后不需清渣、打药皮，熔敷率高；采用MAG气体保护焊，不仅可以解决焊接变形、焊接效率等问题，同时可保证韩焊接质量，缩短机壳的焊接周期，保证了离心压缩机的交货期。

3、本发明焊接下机壳上有进、出风筒法兰，把风筒法兰改为铸造件，不需要压型胎，一次铸造成型，可以满足风筒弯头复杂的型线要求，保证风筒风压、流量的要求，节约资金，降低成本。

4、本发明可以使MCL机壳水压一次合格，开发了焊接机壳中风筒法兰的新材料，满足用户要求和市场的需求，不仅保证了焊接质量同时缩短了焊接周期，不仅拓宽了风机市场同时给社会带了巨大的效益。

附图说明：

图1a-图1b为本发明MCL机壳的示意图；图1a为主视图，图1b为侧视图。图中，1上机壳；2下机壳；3一段进风筒；4一段出风筒；5二段进风筒；6二段出风筒。

图2a-图2c为铸造风筒法兰图和铸造风筒法兰与试压堵板焊接图；图2a为立体图，图2b为主视图，图2c为侧视图。图中，7风筒法兰；8堵板I；9堵板II。

图3a-图3g为出风筒(或进风筒)示意图。图3a为主视图，图3b为俯视图，图3c为图3a中A-A剖视图，图3d为图3a中C-C剖视图，图3e为图3a中B-B剖视图，图3f为图3b中S1处的外侧倒角放大视图，图3g为图3c中I处放大视图。图中，7风筒法兰；10弯板I(2块)；11弯板II(1块)；12弯板III(1块)；13筋板I(2块)；14筋板II(1块)；15筋板III(1块)。

具体实施方式：

以下结合实施的实例对本发明进一步的详细说明。

1、MCL机壳的结构设计

如图1a-图1b所示，MCL机壳由上机壳1、下机壳2、进风筒和出风筒等组成，上机壳1、下机壳2相对设置，下机壳2底部设置进风筒(一段进风筒3、二段进风筒5)和出风筒(一段出风筒4、二段出风筒6)，在进风筒和出风筒的一端分别设有风筒法兰。

2、钢材和焊材的化学成分及热处理和机械性能，ZG230-450铸钢的化学成分及机械性能见表1、表2。

表1ZG230-450铸钢的化学成分要求

注：1.^*对上限每减少0.01％碳，允许增加0.04％锰，锰含量最高至1.20％。

2.残余元素Ni≤0.30％，Cr≤0.35％，Cu≤0.30％，Mo≤0.20％，V≤0.05％，残余元素总和≤1.00％。

表2ZG230-450铸钢的交货状态和力学性能要求

注：按GB/T 7233标准要求进行超声波探伤检测，结果不得低于III级。

焊丝的化学成分及熔覆金属机械性能如下(见表3、表4)：

表3JQ.MG50-6焊丝的化学成分

表4JQ.MG50-6焊丝熔覆金属的机械性能

3、ZG230-450的焊接特点

ZG230-450钢是以Si-Mn为基的低碳铸钢，焊接Q235A材料堵板；ZG230-450钢与低碳钢Q235A的焊接特点相同，可焊性较好。该材料一般不需要采取特殊的工艺措施，但在个别情况下，当母材或焊材成分不合格时，(如含碳量偏高、硫磷量过高等)或在低温条件下焊接刚性大的结构时也可能出现裂纹。

如图2a-图2c所示，将ZG230450风筒法兰7两侧分别用堵板(堵板I 8、堵板II9)焊接密封。堵板焊后进行水压试验，试验压力是焊接机壳设计压力的1.5倍。

试验合格后与弯板、筋板组焊成进、出风筒，再把进、出风筒与下机壳焊接，将包括焊前处理、焊接过程以及焊后处理。

4、焊接工艺参数：

熔化极气体保护焊(MAG)焊接工艺参数，MAG熔化极气体保护焊应用于进、出风筒及风筒法兰焊接的全过程。

焊丝牌号：JQ.MG50-6；焊丝直径：φ1.2mm；电源极性：直流反接；包括焊前处理、焊接过程以及焊后处理，其中焊接过程工艺参数为：

焊接电流：150～200A(本实施例为180A)；焊接电压：25～28V(本实施例为26V)；气体保护：80％Ar+20％CO₂(体积百分比)；焊接速度：100～200mm/min(本实施例为150mm/min)；干伸长：10～15mm(本实施例为12mm)；气体流量：15～20L/min(本实施例为18L/mm)。

5、下料、气体保护焊的焊前进行如下处理：

1)铸造风筒法兰尺寸加长，即在长度方向加长20mm，留做余量；

2)铸件技术要求见JB/6888，尺寸偏差按GB 6414 CT8级精度；

3)铸件要求做消除内应力处理；

4)铸件按GB 7233做超声波探伤，按要求达到3级；

5)Q235A材料的堵板，10mm厚，堵板外缘大于风筒法兰两端口5mm；

6)清理堵板、风筒法兰待焊部位的油、锈等污物；

7)一侧堵板I 8钻M20mm×1.5mm的进出水孔；

8)两侧堵板与风筒法兰圆周角焊，焊脚高度5mm。

6、水压试验后进行如下处理：

1)水压试验合格后，机加车掉风筒法兰7两侧的堵板(堵板I8、堵板II9)；

3)风筒法兰与弯板、筋板进行拼装，组成进、出风筒；

4)焊接收尾时，填满弧坑。

7、进、出风筒的焊接顺序

合理的焊接顺序对控制焊后变形，减少焊接应力，使应力合理分布，保证机压缩机运转的可靠性、安全性都是非常必要的。如图3a-图3g所示，风筒法兰7的一端与弯板I 10的一端焊接，在弯板I 10的另一端焊接弯板II11和弯板III12，在风筒法兰7、弯板I 10、弯板II11和弯板III12连接处的外侧焊接筋板I 13、筋板II14、筋板III15，形成进、出风筒。进、出风筒采取如下焊接顺序：

(1)将焊接部位预热80～150℃(本实施例为100℃)，温度均匀；

(2)拼装风筒法兰7与弯板I 10，拼装风筒法兰7与弯板II11、弯板III12保证间隙、钝边2mm；

(3)拼装进、出风筒的筋板I 13、筋板II14、筋板III15；

(5)筋板焊缝表面着色检查；

(6)整型；

以温升速度为≤50℃/小时(本实施例为20℃/小时)，炉温不低于300℃(本实施例为350℃)时进炉，达到620℃±10℃保温6～7小时随炉冷却，冷却速度为≤50℃/小时(本实施例为20℃/小时)，300℃出炉空冷。

8、焊接工艺要点

(1)焊接前，要认真清理坡口及距坡口两侧30～50mm两侧范围内的油、锈等污物。

(2)进、出风筒焊接时要单面焊双面成型(图3f、图3g)，保证探伤合格；

(3)焊接收尾时，注意必须填满弧坑，避免弧坑裂纹。

9、检验

筒壳各部件焊接后进行外观检查，在外观质量检验合格的基础上进行射超声波探伤、着色检查。

10、焊接应用

利用上述工艺，铸造风筒法兰先进行水压试验，水压试验合格后与弯板组焊成进、出风筒，进、出风筒与下机壳焊接，均采MAG气体保护焊，可一次焊接成功，焊接机壳水压试验一次合格。

结果表明，本发明涉离心压缩机焊接机壳上风筒法兰ZG230-450铸钢单件进行水压试验，试验合格后再组焊成进、出风筒，再焊到机壳上的工艺，避免了整机进行水压试验，铸件风筒经不住水压试验，最终将风筒法兰切割、补焊、报废、重新订货、再次焊到机壳上，再进行水压试验等返工的被动局面。

Claims

1.一种离心压缩机焊接机壳的生产工艺，其特征在于：离心压缩机焊接机壳由上机壳、下机壳、进风筒和出风筒组成，上机壳、下机壳相对设置，下机壳底部设置进风筒和出风筒，在进风筒和出风筒的一端分别设有风筒法兰；对ZG230—450铸钢材料的风筒法兰单件进行水压试验，水压试验合格后，将风筒法兰与弯板和筋板拼、焊组成进风筒和出风筒，进风筒和出风筒再与下机壳焊接；

风筒法兰的一端与弯板Ⅰ的一端焊接，在弯板Ⅰ的另一端焊接弯板Ⅱ和弯板Ⅲ，在风筒法兰、弯板Ⅰ、弯板Ⅱ和弯板Ⅲ连接处的外侧焊接筋板Ⅰ、筋板Ⅱ、筋板Ⅲ；进、出风筒采取如下焊接过程：

（1）将焊接部位预热80～150℃，温度均匀；

（2）拼装风筒法兰与弯板Ⅰ，拼装风筒法兰与弯板Ⅱ、弯板Ⅲ，保证间隙、钝边2mm；

（3）拼装进、出风筒的筋板Ⅰ、筋板Ⅱ、筋板Ⅲ；

（4）焊后宏观检查，在合格的基础上对弯板焊缝进行超声波探伤检查；

（5）筋板焊缝表面着色检查；

（6）整型；

2.按照权利要求1所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，其特征在于：将ZG230—450风筒法兰两侧分别用堵板焊接密封，一侧堵板钻有进出水孔，堵板焊后进行水压试验。

3.按照权利要求1或2所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，其特征在于，熔化极气体保护焊应用于进、出风筒及风筒法兰焊接的全过程。

4.按照权利要求1或2所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，其特征在于，焊丝牌号：JQ.MG50-6；焊丝直径：φ1.2mm；电源极性：直流反接；焊接过程工艺参数为：

焊接电流：150～200A；焊接电压：25～28V；气体保护：按体积百分比计，80%Ar+20%CO₂；焊接速度：100～200mm/min；干伸长：10～15mm；气体流量：15～20L/min。

5.按照权利要求2所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，其特征在于：水压试验后进行如下处理：

1）水压试验合格后，机加车掉风筒法兰两侧的堵板；

2）加工风筒法兰圆周焊接坡口，去掉过热区，保证坡口钝边2mm；

3）风筒法兰与弯板、筋板进行拼装，组成进、出风筒；

4）焊接收尾时，填满弧坑。

6.按照权利要求1所述的离心压缩机焊接机壳的生产工艺，其特征在于：消应力处理以炉温不低于300℃时进炉，达到620℃±10℃保温6～7小时随炉冷却，300℃出炉空冷。