CN113664342A - 反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺 - Google Patents
反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明为一种反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其克服了现有技术中存在的换热管与管板焊接时根部较难焊透及焊接效率低下的问题,本发明有效解决了反应器、换热器类设备换热管与管板焊接时管头焊缝根部较难焊透的问题。本发明包括以下步骤:1.制定合理的管板管孔坡口倒角角度;2.选用合适的换热管与管板强度焊接全位置焊透的焊接方法;3.选用合适的焊接位置和焊接参数;4.采用阳极棒对换热管与管板管头进行射线检测,达到合格级别要求;5.工艺评定时将换热管与管板焊缝沿换热管轴线隔开,宏观金相检测焊缝根部焊透;6.焊缝表面质量检测及壳体氨渗漏检测、水压试验检测。
Description
技术领域:
本发明属于化工设备焊接技术领域,涉及一种反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,主要用于化工行业反应装置、换热装置生产制造中,确保换热管与管板焊缝根部完全熔透。
背景技术:
随着我国制造业水平的不断提升,化工设备的生产制造也取得了很大的突破。反应器、热交换器作为化工行业重要设备,管束是反应器、换热器的核心组成部分,换热管与管板的焊接是此类设备的关键工序,管板与换热管的特殊结构原因,在其根部较容易出现未焊透缺陷,换热管管头的焊接质量的好坏直接决定设备能否平稳运行及设备的使用寿命。评判换热管与管板焊缝焊透需要满足两方面要求:采用阳极棒对焊缝进行射线检测,达到合格级别;沿管子径向切开,通过宏观检查确定是否焊透。所用的焊接方法是管板自动焊,常规的焊接位置有平位置和全位置两种。相对来讲,平位置焊接难度小,合格率较高,但需来回翻转直立设备、且焊工操作时需要俯视焊接位置,受到视线影响,焊工操作时,需要另一名焊工在对面辅助,故效率低下。全位置焊接节省时间,一台焊机仅需一名焊接操作工即可完成,但是对各项焊接参数要求极高。在产品加工过程中,由于换热管外径偏差不一、管板换热管孔孔径不一致、管板坡口倒角加工误差等原因,导致换热管与管板焊接时根部较难焊透,容易出现未熔合、未焊透等缺陷,缩短设备使用寿命。发明一种能够高效率、高质量保证换热管与管板焊缝根部焊透的焊接工艺势在必行。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其克服了现有技术中存在的换热管与管板焊接时根部较难焊透及焊接效率低下的问题,本发明有效解决了反应器、换热器类设备换热管与管板焊接时管头焊缝根部较难焊透的问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其特征在于:包括以下步骤:
1)根据换热管与管板管头焊透结构,结合管板自动焊特点,在管板焊接面每个管孔设置坡口倒角,控制合理的倒角深度和角度;
2)换热管与管板强度焊接焊透采用管板自动焊焊接方法和水平固定全位置焊接;
3)根据换热管与管板管头角焊缝焊透结构要求,采用换热管端头伸出焊,管头伸出管板端面尺寸5mm;
4)换热管与管板换热管管头焊接:
5)换热管与管板换热管管头质量检测:
焊接完成后,先对内侧焊缝和外侧焊缝进行检测,焊接接头圆滑过渡,然后采用射线检测、氨渗漏检测、水压试验检测,检测焊接接头是否无渗漏;另外,对焊缝进行宏观金相检测其焊透。
步骤1)中,管板待焊面换热管管孔孔坡口倒角设定为2x45°。
步骤2)中,焊枪定位平面中心设置有垂直于平面的定位芯杆,定位芯杆直径小于换热管直径,在定位芯杆外侧固定钨电极,钨电极靠近换热管管壁1-1.5mm,钨电极水平夹角控制在8-10°;焊接时,电弧高度控制在0.8-1.0mm。
步骤4)中
工艺方面:管板自动焊分两层焊接,均采用水平固定位置全位置焊接,第一层不加填充丝,第二层填充焊丝,焊接参数包含:峰值电流、基值电流、峰值时间、基值时间、焊接速度、送丝速度、保护气体流量;
操作控制方面:焊枪角度、钨极位置、电弧高度、加丝位置;
步骤5)中,采用阳极棒对换热管与管板管头进行射线检测。
步骤5)中,将按要求焊接的换热管与管板焊缝沿垂直焊缝割开,宏观金相检测其焊透。
步骤5)中,对换热管管头进行100%表面着色检查,I级合格。
与现有技术相比,本发明具有的优点和效果如下:
1、本发明易操作,焊接过程中影响焊接接头的因素可控,以工艺评定做支撑,射线检测、表面检测、氨渗漏检测等多项检测保证质量,焊接接头质量稳定,合格率可达到100%。
2、全位置焊接无需来回翻转直立设备,故而节省时间,且焊工操作时能在平视焊接位置观测焊缝,观测视线不受影响,无需其他人辅助。
附图说明:
图1是本发明换热管与管板管头自动焊焊接位置示意图;
图2是本发明换热管与管板强度焊接焊缝结构图;
图3是本发明阳极棒射线检测换热管与管板管头焊缝底片;
图4是本发明换热管与管板管头焊缝金相检验宏观试样。
图中,1.焊枪;2.钨电极;3.送丝;4.保护气体;5.管板;6.换热管;7.焊缝;8.定位芯杆;9.转盘。
具体实施方式:
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明为一种反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,包括以下步骤:
1.制定合理的管板管孔坡口倒角角度;
2.选用合适的换热管与管板强度焊接全位置焊透的焊接方法;
3.选用合适的焊接位置和焊接参数;
4.采用阳极棒对换热管与管板管头进行射线检测,达到合格级别要求;
5.工艺评定时将换热管与管板焊缝沿换热管轴线隔开,宏观金相检测焊缝根部焊透;
6.焊缝表面质量检测及壳体氨渗漏检测、水压试验检测。
本发明具体包括以下步骤:
1)根据换热管6与管板5管头焊透结构形式,结合管板5自动焊特点,在5焊接面每个管孔设置坡口倒角,控制合理的倒角深度和角度,管板5待焊面换热管管孔孔坡口倒角设定为2x45°。
2)换热管6管板5强度焊接焊透采用管板自动焊焊接方法和水平固定全位置焊接。焊接时,焊枪1定位平面中心设置有垂直于平面的定位芯杆8,定位芯杆8直径小于换热管6直径,在定位芯杆8外侧固定钨电极2,钨电极2靠近换热管6管壁1-1.5mm,钨电极2水平夹角控制在8-10°。换热管6管径越小,钨电极2偏离方向越大,焊接时,电弧高度控制在0.8-1.0mm。参见图1和图2.
3)据换热管6与管板5管头角焊缝焊透结构要求,采用换热管6端头伸出焊,管头伸出管板端面尺寸5mm。
4)换热管6与管板5换热管管头焊接:
换热管6与管板5焊接,难度是根部焊透,此焊接工艺实施要点包含工艺和操作两方面:
工艺方面:换热管6和管板5焊接之前,待焊部位必须采用酒精或丙酮严格清理,保证待焊部位的干净、清洁。焊缝分两层进行焊接,均采用水平固定位置全位置焊接,第一层不加填充丝;第二层填充焊丝,焊接主要参数包含;峰值电流、基值电流、峰值时间、基值时间、焊接速度、送丝速度、保护气体流量。
常规碳钢换热管焊接工艺参数:
常规奥氏体不锈钢换热管焊接工艺参数:
操作控制方面:焊枪角度、钨极位置、电弧高度、加丝位置。
具体参数如:
5)换热管6与管板5换热管管头质量检测:
焊接完成后,先对内侧焊缝和外侧焊缝进行检测,焊接接头圆滑过渡,然后采用阳极棒对换热管与管板管头进行射线检测,达到合格级别要求。并对换热管6管头按照要求进行100%表面着色检查,I级合格。针对设备壳体内需要按要求进行氨渗漏检测和水压试验,焊缝无泄漏为合格。另外,在前期试验及工艺评定阶段,对焊缝进行破坏性检测,即将焊接并进行表面和射线检测的换热管与管板焊缝沿管子轴线割开,宏观金相检测其焊透。参见图3和图4.
实施例:
本实施例的管壳式换热器换热管与管板管头焊透设备用换热管和管板材质分别为S30408、16MnIII基材上堆焊S30408耐蚀层,换热管规格Φ19x2x6000mm,共3199根,管板规格为Φ1795xδ(68+12)mm。具体实施步骤如下:
1.根据换热管与管板管头焊透结构形式,结合管板自动焊特点,在管板焊接面每个管孔设置2x45°倒角。
2.换热管与管板强度焊接焊透采用管板自动焊焊接方法和水平固定全位置焊接。焊接时,焊枪定位平面中心设置有垂直于平面的定位芯杆,定位芯杆直径小于换热管直径,在定位芯杆外侧固定钨电极,电极靠近换热管管壁1-1.5mm,钨电极水平夹角控制在8-10°,换热管管径越小,钨电极偏离方向越大,焊接时,电弧高度控制在0.8-1.0mm。
3.根据换热管与管板管头角焊缝焊透结构要求,采用换热管端头伸出焊,管头伸出管板端面尺寸5mm。
4.换热管与管板换热管管头焊接:
换热管与管板焊接,难度是根部焊透,此焊接工艺实施要点包含工艺和操作两方面:
工艺方面:换热管和管板焊接之前,待焊部位必须采用酒精或丙酮严格清理,保证待焊部位的干净、清洁。焊缝分两层进行焊接,均采用水平固定位置全位置焊接,第一层不加填充丝;第二层填充焊丝,填充焊丝型号S308,直径Φ0.8mm。焊接主要参数包含;峰值电流、基值电流、峰值时间、基值时间、焊接速度、送丝速度、保护气体流量。
操作控制方面:焊枪角度、钨极位置、电弧高度、加丝位置。
5.换热管与管板换热管管头质量检测:
焊接完成后,先对内侧焊缝和外侧焊缝进行检测,焊接接头圆滑过渡,然后采用阳极棒对换热管与管板管头进行射线抽样检测,达到合格级别要求。并对换热管管头按照要求进行100%表面着色检查,I级合格。设备壳体内进行0.2MPa氨渗漏检测和1.0MPa水压试验,焊缝无泄漏。组装管箱及其它附件后,管程水压试验0.82MPa,合格。
采用本发明工艺换热管管头完全焊透,并通过射线检测合格的设备,同批完成了共10多台设备的实验,均达到原设计要求。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围,凡是利用本发明的说明书及附图内容所做的等同结构变化,均应包含在发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其特征在于:包括以下步骤:
1)根据换热管(6)与管板(5)管头焊透结构,结合管板自动焊特点,在管板(5)焊接面每个管孔设置坡口倒角,控制合理的倒角深度和角度;
2)换热管(6)与管板(5)强度焊接焊透采用管板自动焊焊接方法和水平固定全位置焊接;
3)根据换热管(6)与管板(5)管头角焊缝焊透结构要求,采用换热管(6)端头伸出焊,管头伸出管板端面尺寸5mm;
4)换热管(6)与管板(5)换热管管头焊接:
5)换热管(6)与管板(5)换热管管头质量检测:
焊接完成后,先对内侧焊缝和外侧焊缝进行检测,焊接接头圆滑过渡,然后采用射线检测、氨渗漏检测、水压试验检测,检测焊接接头是否无渗漏;另外,对焊缝(3)进行宏观金相检测其焊透。
2.根据权利要求1所述的反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其特征在于:步骤1)中,管板(5)待焊面换热管管孔孔坡口倒角设定为2x45°。
3.根据权利要求1所述的反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其特征在于:步骤2)中,焊枪(1)定位平面中心设置有垂直于平面的定位芯杆(8),定位芯杆(8)直径小于换热管(6)直径,在定位芯杆(8)外侧固定钨电极(2),钨电极(2)靠近换热管(6)管壁1-1.5mm,钨电极(2)水平夹角控制在8-10°;焊接时,电弧高度控制在0.8-1.0mm。
4.根据权利要求1所述的反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其特征在于:步骤4)中
工艺方面:管板(5)自动焊分两层焊接,均采用水平固定位置全位置焊接,第一层不加填充丝,第二层填充焊丝,焊接参数包含:峰值电流、基值电流、峰值时间、基值时间、焊接速度、送丝速度、保护气体流量;
操作控制方面:焊枪角度、钨极位置、电弧高度、加丝位置。
5.根据权利要求1所述的反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其特征在于:步骤5)中,采用阳极棒对换热管(6)与管板(5)管头进行射线检测。
6.根据权利要求1所述的反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其特征在于:步骤5)中,将按要求焊接的换热管(6)与管板焊缝(7)沿垂直焊缝割开,宏观金相检测其焊透。
7.根据权利要求1所述的反应器或换热器换热管与管板强度焊焊接接头焊透工艺,其特征在于:步骤5)中,对换热管(6)管头进行100%表面着色检查,I级合格。
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