CN117300307B - 一种冷凝器配管的装配及焊接工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷凝器配管的装配及焊接工艺方法，该焊接工艺方法用于将冷凝器配管与冷凝器的主管焊接并使冷凝器配管贯穿不锈钢容器筒体壁并焊接，包括以下步骤：A、焊前准备；B、将所述组成部件进行组对；C、将各管段内部的焊缝点固焊；D、焊前对外界客观因素进行检查；E、焊缝焊接，包括以下步骤：E1、各管段内部焊缝焊接先后顺序及几何形状控制；E2、配管的装配的预制焊缝的焊接；E3、配管的装配组对安装焊缝的焊接；F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；G、焊后检查。该装配及焊接工艺方法既最大限度避免了狭小位置装配和焊接，又满足了管口坐标精度，提高了焊缝一次合格率，保证了焊缝及配管几何尺寸质量稳定可靠。

Description

一种冷凝器配管的装配及焊接工艺方法

技术领域

本发明涉及一种配管的装配及焊接工艺方法，尤其涉及一种化工压力容器内的冷凝器配管的装配及焊接工艺方法。

背景技术

目前在化工模块化生产中，对于容器中冷凝器配管的装配及焊接工艺技术难度非常大，质量要求高。特别是大型容器冷凝器配管的装配及焊接工艺，其配管处于容器内部，且管段包含的管件及部件多、焊缝密集，管段设计的空间形状复杂，管口坐标精度要求高，施工空间狭窄，工人只能趴在管段与容器内壁之间的狭缝中进行装配焊接，导致装配及焊接技术难度很大：容器内部管道部件装配空间狭窄，配管形状复杂，管口坐标精度要求高，焊接应力和变形难以控制，装配及焊接工作周期长；密闭空间温度高，焊接操作位置条件差影响送丝，焊缝密集，空间狭窄，视线差，影响正常施焊熔池观察，焊工操作技能要求高；这些特点，使得常规管道装配及焊接工艺无法完全稳定控制所述的焊接产品质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种化工压力容器内的冷凝器配管的装配及焊接工艺方法，该装配及焊接工艺方法既最大限度避免了狭小位置装配和焊接，又满足了管口坐标精度，控制了配管几何尺寸，还提高了焊缝一次合格率，保证了产品焊缝及配管几何尺寸质量稳定可靠。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种冷凝器配管的装配及焊接工艺方法，该焊接工艺方法用于将冷凝器配管与冷凝器的铝制的主管焊接并使冷凝器配管贯穿不锈钢容器筒体壁并焊接，包括以下步骤：

A、焊前准备，包括以下分步骤：

A1、提供构成冷凝器配管的组成部件，该冷凝器配管由外至内包括不锈钢连接管、钢铝接头、第一弯头、第一直管、第二弯头、第三弯头、第二直管、第四弯头、第五弯头和第六弯头；其中第一弯头、第一直管、第二弯头、第三弯头、第二直管、第四弯头、第五弯头和第六弯头均为铝材且管径和壁厚均相等，第一弯头至第六弯头均为90°弯头，确定所述组成部件符合设计要求；

A2、焊前检查；

A3、选择工具和工具的验收检查；

A4、坡口的加工，其中，所述组成部件的端面坡口加工时的坡口角度为30°-32°，钝边为0.5-1mm；

容器筒体壁上开设有方便不锈钢连接管贯穿的接管口，该接管口的坡口角度为45°-47°，钝边为0.5-1mm，不锈钢连接管的外壁距离接管口的坡口钝边的间隙 2~4mm；

A5、将各组成部件中的坡口面、以及焊接部位内外20mm范围内杂物清除干净，并清除表面氧化皮后露出金属光泽；

B、将所述组成部件进行组对，包括以下分步骤：

B1、确认组对用的工装卡具与待焊接的组成部件材质相同或相同组别，点固块和铝衬垫环的与对应的组成部件材质相同；

B2、确认组对的铝衬垫环的材料规格如下：定义第一直管的壁厚为δ，当δ≤6mm时，采用宽30mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当6mm＜δ≤12mm时，采用宽40mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当12mm＜δ≤18mm时，采用宽45mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当18mm＜δ≤26mm的铝管，采用宽50mm、厚4mm的铝板加工组对铝衬垫环；

B3、将所述组成部件按照设计图纸的要求组对形成五个管段：其中不锈钢连接管、钢铝接头和第一弯头依次组对形成第一管段，第一直管和第二弯头组对形成第二管段，第三弯头和第二直管组对形成第三管段，第四弯头单独定义为第四管段，第五弯头和第六弯头组对形成第五管段；

C、将各管段内部的焊缝点固焊；

D、焊前对外界客观因素进行检查；

E、焊缝焊接，包括以下步骤：

E1、各管段内部焊缝焊接先后顺序及几何形状控制：

定义不锈钢连接管的延伸方向为Y方向，定义第一直管的延伸方向为X方向，冷凝器的铝制主管延伸方向为Z方向；对于第一管段，先焊钢铝接头和第一弯头之间的坡口焊缝，再焊接不锈钢连接管和钢铝接头之间的坡口焊缝；而第二管段、第三管段、第四管段和第五管段则分别顺次焊接；

E2、配管的装配的预制焊缝的焊接，包括以下分步骤：

E21、将第一管段至第五管段放入到容器内部，不锈钢连接管从内向外贯穿接管口临时组对不焊接，第五管段的第六弯头与冷凝器的主管临时组对不焊接；通过调整管段第一管段至第五管段的位置确定第六弯头与冷凝器的主管之间临时组对并以此作为尺寸调整的基准点，通过调整第二直管的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管在X方向的位置；通过调整第四管段和第五管段之间的组对间隙来微调不锈钢连接管在Z方向的位置，通过调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置来调整不锈钢连接管的水平偏转角，最终使不锈钢连接管贯穿接管口，将第一管段至第五管段之间的焊缝点固焊后形成预制管线；

E22、将预制管线从容器内部取出放置在焊接工作台上进行预制焊缝焊接，依次将第一管段和第二管段、第二管段和第三管段、第三管段和第四管段、第四管段和第五管段之间的焊缝在焊接工作台上焊接，通过人工转动变位，使焊缝始终处于平焊位置焊接；

E23、焊后测量配管几何尺寸值及检查配管内部清洁度符合图纸标准要求；

E24、对各管段之间的同轴度和平行度偏差的修正；

E3、配管的装配组对安装焊缝的焊接，包括以下分步骤：

E31、利用卡箍将锡箔纸固定在冷凝器的主管的端部内侧形成对冷凝器内部的防护；

E32、对冷凝器的主管的端部内外表面清除油、水等杂物，打磨清除氧化皮，露出金属光泽；

E33、拆除锡箔纸及其相应部件；

E34、将预制管线整体塞入到容器内，使不锈钢连接管贯穿接管口，第六弯头的接口与冷凝器的主管的端部位置对应；

E35、焊接第六弯头与冷凝器的主管之间的安装焊缝，焊接前旋转第六弯头和冷凝器的主管之间的水平旋转相对位置和组对间隙，并利用铝衬垫环组对，焊接后不锈钢连接管与接管口同心，第六弯头与冷凝器的主管之间的安装焊缝为B类焊缝，该安装焊缝共一道焊缝，采用交流氩弧焊机，焊条标号ER5183，左焊法，线性焊道，压道焊，焊接电流180A~240A，电压30V~36V，焊接速度10~18cm/min，控制道间温度小于150℃；

E36、焊接不锈钢连接管与接管口之间的固定焊缝，该固定焊缝为D类焊缝，采用直流氩弧焊机，焊条ER308L，左焊法，线性焊道，压道焊，焊接电流60A~130A，电压10V~13V，焊接速度6~11cm/min,控制道间温度小于150℃；

E37、焊后测量配管几何尺寸值及检查配管内部清洁度符合图纸标准要求；

E38、将不锈钢连接管的管口封堵；

F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；

G、焊后检查。

作为一种优选的方案，所述步骤E24中对各管段之间的同轴度和平行度偏差的修正，同轴度和平行度偏差的修正方式相同，包括以下分步骤：

E241、首先找出需要修正的两部件，两个待修正的部件分别定义为第一修正部件和第二修正部件；定义两个待修正的部件之间的焊缝为修正焊缝；第一修正部件和第二修正部件之间的轴线相交；

E242、对环形的修正焊缝打磨去除熔敷金属后形成半圆弧形沟槽，该半圆弧形沟槽的截面为V字形，该半圆弧形沟槽的弧形的对称凹点位于轴线相交的交角外侧，所述轴线相交的交点与对称凹点之间的连线为半圆弧形沟槽的对称轴线；该半圆弧形沟槽的深度从对称凹点分别向两侧的第一端点和第二端点逐渐平滑变浅直至深度为零，轴线相交的交角与180°的角度差越大，该半圆弧形沟槽在对称凹点处的深度越深；

E243、对半圆弧形沟槽进行焊接：

其中从第一端点处起弧在对称凹点处收弧形成第一道焊缝，打磨第一道焊端头成缓坡形；再从第二端点处起弧在对称凹点处接头收弧形成第二道焊缝，第二道焊缝与第一道焊缝衔接；在以同样的施焊顺序和施焊方法在第一道焊缝上焊接形成第三道焊缝，在第二道焊缝上焊接形成第四道焊缝，直至将半圆弧形沟槽焊缝填满熔覆金属；

E244、再次测量第一修正部件和第二修正部件的同轴度，若同轴度满足条件则进行下一步骤，若同轴度不满足条件，再次重复步骤E242和E243进行二次调整，其中二次调整时的半圆弧形沟槽的深度小于第一次调整时的半圆弧形沟槽的深度；

E245、焊缝冷却后，打磨接头余高和焊缝表面过高的加强高。通过上述修正的方法，利用焊接时电弧收弧处熔覆金属是拉应力的特性，在接头处熔敷金属的拉应力会叠加，而所述轴线相交的交点与对称凹点之间的连线为半圆弧形沟槽的对称轴线，因此对称凹点所对应的位置需要修正的量最大，这样通过叠加的拉应力就能够更好的调整和修正。

作为一种优选的方案，所述步骤E31中利用卡箍将锡箔纸固定在冷凝器的主管的端部内侧的具体方法为：用铝箔纸按照冷凝器的主管的内径尺寸折成一个碗状的圆盘，圆盘的深度大于45mm，再准备一个钢质圆形弹簧圈卡箍，该弹簧圈卡箍外径周长大于冷凝器的主管的内径周长20mm，打开冷凝器的主管的管帽，将圆盘塞入冷凝器的主管内，所述圆盘的上边缘距离管口边缘50-60mm，将弹簧圈卡箍卡放入到冷凝器的主管内撑在圆盘的侧壁上，再用胶带粘贴在圆盘的侧壁与冷凝器的主管内壁之间的缝隙压实。

作为一种优选的方案，所述步骤E21中通过调整第二直管的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管在X方向的位置；通过调整第四管段和第五管段之间的组对间隙来微调不锈钢连接管在Z方向的位置，通过调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置来调整不锈钢连接管的水平偏转角的具体调节方式为：

E211、先调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置，调整不锈钢连接管的延伸方向与Y方向平行；

E212、调整第四管段和第五管段之间的组对间隙，使不锈钢连接管在Z方向的高度与接管口的高度位置对应，当不锈钢连接管在Z方向的高度低于接管口时，增大第四管段和第五管段之间的组对间隙；而当不锈钢连接管在Z方向的高度高于接管口时，测量此时高出的长度，将冷凝器的主管的端部锯掉对应长度；

E213、调整第二直管的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管在X方向的位置，最终使不锈钢连接管贯穿接管口。通过上述分步骤的先后顺序调整，可以准确的调整装配方向和位置，简化装配流程，满足不锈钢连接管与接管口之间的位置对应。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：利用该装配及焊接工艺方法焊接冷凝器配管焊缝时，先将组成冷凝器配管的组成部件优化分成五个管段，然后将管段放入到容器内确定各管段之间的相对位置进行组对点固焊，然后再将各管段取出后在焊接工作台上进行预制焊接，这样管段同轴度及平行度可以有效控制，也可以更好的方便对同轴度和平行度进行修正，容器上的接管口与不锈钢连接管之间的位置可以有效控制，而预制焊接难度被降低，焊缝成型美观，焊纹均匀，组织致密，焊缝质量稳定，无损检测合格率高，最后再将预制焊接后的冷凝器配管塞入到容器内，由于冷凝器配管自身的焊缝在外面焊接，尺寸精度得到了保证，符合图纸设计要求，而此时装配套容器内部后，装配误差比较小，更容易调整，并且在容器内部焊接的焊缝非常少，焊接难度大大降低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的冷凝器配管的立体示意图；

图2是本发明实施例的冷凝器配管的安装示意图；

图3是本发明实施例的冷凝器的主管的铝箔纸的安装示意图；

图4是第一修正部件和第二修正部件的一种修正形式的示意图；

图5是第一修正部件和第二修正部件的另一种修正形式的示意图；

附图中：1、筒体；11、接管口；2、冷凝器；21、主管；3、冷凝器配管；4、锡箔纸；5、弹簧圈卡箍；6、胶带；31、不锈钢连接管；32、钢铝接头；33、第一弯头；34、第一直管；35、第二弯头；36、第三弯头；37、第二直管；38、第四弯头；39、第五弯头；310、第六弯头；311、半圆弧形沟槽；J、交角；K、对称凹点；L、第一端点；M、第二端点。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，一种冷凝器配管3的装配及焊接工艺方法，该焊接工艺方法用于将冷凝器配管3与冷凝器2的铝制的主管21焊接并使冷凝器配管3贯穿不锈钢容器筒体1壁并焊接，包括以下步骤：

A、焊前准备，包括以下分步骤：

A1、提供构成冷凝器配管3的组成部件，该冷凝器配管3由外至内包括不锈钢连接管31、钢铝接头32、第一弯头33、第一直管34、第二弯头35、第三弯头36、第二直管37、第四弯头38、第五弯头39和第六弯头310；其中第一弯头33、第一直管34、第二弯头35、第三弯头36、第二直管37、第四弯头38、第五弯头39和第六弯头310均为铝材且管径和壁厚均相等，第一弯头33至第六弯头310均为90°弯头，确定所述组成部件符合设计要求；确定焊接执行标准；本实施例中执行标准为：ASME锅炉及压力容器规范《焊接和钎焊接工艺、焊工、钎焊工及焊接和钎接操作工评定标准》第IX卷 2022；ASME锅炉及压力容器规范《压力容器建造规则》第VIII-1卷 2022；ASME压力管道规范《工艺管道》ASME B31.3- 2020；

A2、焊前检查；

A3、选择工具和工具的验收检查其包括确定各部件的规格、牌号、所用焊材规格、牌号及气体执行标准；

表1记录了本发明实施例各部件的规格、牌号，所用焊材规格、牌号等工艺参数；

表1

其中检查各部件的标准牌号和规格；检查钢铝接头32规格、牌号、坡口参数及表面质量、温控指示标签等是否完好；检查焊材规格、牌号是否符合标准要求；检查氩气纯度是否为99.997％；检查管材、管件、焊丝的材质证明书执行标准及理化参数是否合格；检查焊机电流表、电压表及氩气流量计的计量器具是否已标定且在有效期内；检查数显点温计是否已标定且在有效期内；检查不锈钢焊丝表面是否清洁；检查铝焊丝表面是否光洁；确定使用不锈钢磨片以及不锈钢割片用于不锈钢侧焊缝打磨清理；确定使用硬质合金割片以及不锈钢钢丝刷用于铝材侧焊缝打磨清理。

A4、坡口的加工，其中，所述组成部件的端面坡口加工时的坡口角度为30°-32°，钝边为0.5-1mm；

容器筒体1壁上开设有方便不锈钢连接管31贯穿的接管口11，该接管口11的坡口角度为45°-47°，钝边为0.5-1mm，不锈钢连接管31的外壁距离接管口11的坡口钝边的间隙2~4mm；

A5、将各组成部件中的坡口面、以及焊接部位内外20mm范围内杂物清除干净，并清除表面氧化皮后露出金属光泽；

B、将所述组成部件进行组对，包括以下分步骤：

B1、确认组对用的工装卡具与待焊接的组成部件材质相同或相同组别，点固块和铝衬垫环的与对应的组成部件材质相同；

B2、确认组对的铝衬垫环的材料规格如下：定义第一直管34的壁厚为δ，当δ≤6mm时，采用宽30mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当6mm＜δ≤12mm时，采用宽40mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当12mm＜δ≤18mm时，采用宽45mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当18mm＜δ≤26mm的铝管，采用宽50mm、厚4mm的铝板加工组对铝衬垫环；

B3、将所述组成部件按照设计图纸的要求组对形成五个管段：其中不锈钢连接管31、钢铝接头32和第一弯头33依次组对形成第一管段，第一直管34和第二弯头35组对形成第二管段，第三弯头36和第二直管37组对形成第三管段，第四弯头38单独定义为第四管段，第五弯头39和第六弯头310组对形成第五管段；检查组成部件的同轴度和平行度、管口垂直度、内错边小于壁厚的10%，且小于等于1mm；

C、将各管段内部的焊缝点固焊；

D、焊前对外界客观因素进行检查；

E、焊缝焊接，包括以下步骤：

E1、各管段内部焊缝焊接先后顺序及几何形状控制：

定义不锈钢连接管31的延伸方向为Y方向，定义第一直管34的延伸方向为X方向，冷凝器2的铝制主管21延伸方向为Z方向；对于第一管段，先焊钢铝接头32和第一弯头33之间的坡口焊缝，再焊接不锈钢连接管31和钢铝接头32之间的坡口焊缝；而第二管段、第三管段、第四管段和第五管段则分别顺次焊接；

E2、配管的装配的预制焊缝的焊接，包括以下分步骤：

E21、将第一管段至第五管段放入到容器内部，不锈钢连接管31从内向外贯穿接管口11临时组对不焊接，第五管段的第六弯头310与冷凝器2的主管21不焊接；通过调整管段第一管段至第五管段的位置确定第六弯头310与冷凝器2的主管21之间临时组对并以此作为尺寸调整的基准点，通过调整第二直管37的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管31在X方向的位置；通过调整第四管段和第五管段之间的组对间隙来微调不锈钢连接管31在Z方向的位置，通过调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置来调整不锈钢连接管31的水平偏转角，最终使不锈钢连接管31贯穿接管口11，将第一管段至第五管段之间的焊缝点固焊后形成预制管线；

所述步骤E21中通过调整第二直管37的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管31在X方向的位置；通过调整第四管段和第五管段之间的组对间隙来微调不锈钢连接管31在Z方向的位置，通过调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置来调整不锈钢连接管31的水平偏转角的具体调节方式为：

E211、先调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置，调整不锈钢连接管31的延伸方向与Y方向平行；

E212、调整第四管段和第五管段之间的组对间隙，使不锈钢连接管31在Z方向的高度与接管口11的高度位置对应，当不锈钢连接管31在Z方向的高度低于接管口11时，增大第四管段和第五管段之间的组对间隙；而当不锈钢连接管31在Z方向的高度高于接管口11时，测量此时高出的长度，将冷凝器2的主管21的端部锯掉对应长度；

E213、调整第二直管37的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管31在X方向的位置，最终使不锈钢连接管31贯穿接管口11。通过上述分步骤的先后顺序调整，可以准确的调整装配方向和位置，简化装配流程，满足不锈钢连接管31与接管口11之间的位置对应。

E22、将预制管线从容器内部取出放置在焊接工作台上进行预制焊缝焊接，依次将第一管段和第二管段、第二管段和第三管段、第三管段和第四管段、第四管段和第五管段之间的焊缝在焊接工作台上焊接，通过人工转动变位，使焊缝始终处于平焊位置焊接；

其中，第一管段的预制焊接时，其中，钢铝接头32不锈钢侧和铝材侧的焊缝的焊接方法采用申请人之前申请的公开号为CN112658443A中名称为《一种钢铝接头32手工钨极氩弧焊焊接工艺方法》中记载的技术方案，其中，钢铝接头32铝材侧的坡口焊缝焊接采用交流氩弧焊机，焊条ER5183，左焊法，线性焊道，压道焊，焊接电流180A~240A，电压30V~36V，焊接速度10~18cm/min；该焊缝焊接之前测量组对间隙、焊接之后再测量其几何尺寸，得出该规格铝材焊缝横向收缩值，为后续其他的铝材焊缝组对焊接控制管段几何尺寸提供依据；而不锈钢侧的焊缝采用直流氩弧焊机，焊条ER308L，左焊法，线性焊道，压道焊，焊接电流60A~130A，电压10V~13V，焊接速度6~11cm/min。

而第二管段到第五管段均为铝材焊缝，根据上述铝材焊缝的横向收缩值，控制第一直管34和第二直管37的长度、各弯头的管口垂直度和焊缝组对间隙，在焊接之前预先控制焊后管段几何尺寸在设计尺寸偏差范围内。

E23、焊后测量配管几何尺寸值及检查配管内部清洁度符合图纸标准要求；

E24、对各管段之间的同轴度和平行度偏差的修正；

其中，如图4和图5所示，所述步骤E24、对各管段之间的同轴度和平行度偏差的修正，同轴度和平行度偏差的修正方式相同，包括以下分步骤：

E241、首先找出需要修正的两部件，两个待修正的部件分别定义为第一修正部件和第二修正部件；定义两个待修正的部件之间的焊缝为修正焊缝；第一修正部件和第二修正部件之间的轴线相交；无论是同轴度的修正还是平行度的偏差修正，都需要先找到待修正的第一修正部件和第二修正部件，也就是找到修正焊缝，通过修正焊缝来改变同轴度或者平行度；以图4为例，图4为第二管段中第一直管34和第二弯头35之间的同轴度的修正。

E242、对环形的修正焊缝打磨去除熔敷金属后形成半圆弧形沟槽311，该半圆弧形沟槽311的截面为V字形，该半圆弧形沟槽311的弧形的对称凹点K位于轴线相交的交角J外侧，以图4为例，图4中轴线相交的交角J外侧为右侧，因此，该半圆弧形沟槽311的弧形的对称凹点K位于右侧，所述轴线相交的交点与对称凹点K之间的连线为半圆弧形沟槽的对称轴线；该半圆弧形沟槽311的深度从对称凹点K分别向两侧的第一端点L和第二端点M逐渐平滑变浅直至深度为零，轴线相交的交角J与180°之间的角度差越大，该半圆弧形沟槽311在对称凹点K处的深度越深；

E243、对半圆弧形沟槽311进行焊接：

其中从第一端点L处起弧在对称凹点K处收弧形成第一道焊缝，打磨第一道焊端头成缓坡形；再从第二端点M处起弧在对称凹点K处接头收弧形成第二道焊缝，第二道焊缝与第一道焊缝衔接；在以同样的施焊顺序和施焊方法在第一道焊缝上焊接形成第三道焊缝，在第二道焊缝上焊接形成第四道焊缝，直至将半圆弧形沟槽焊缝填满熔覆金属；

E244、再次测量第一修正部件和第二修正部件的同轴度，若同轴度满足条件则进行下一步骤，若同轴度不满足条件，再次重复步骤E242和E243进行二次调整，其中二次调整时的半圆弧形沟槽311的深度小于第一次调整时的半圆弧形沟槽311的深度；

E245、焊缝冷却后，打磨接头余高和焊缝表面过高的加强高。通过上述修正的方法，利用二次焊接时电弧收弧处熔覆金属是拉应力的特性，在接头处熔敷金属的拉应力会叠加，而所述轴线相交的交点与对称凹点K之间的连线为半圆弧形沟槽的对称轴线，因此对称凹点K所对应的位置需要修正的量最大，这样通过叠加的拉应力就能够更好的调整和修正。

E3、配管的装配组对安装焊缝的焊接，包括以下分步骤：

E31、利用卡箍将锡箔纸4固定在冷凝器2的主管21的端部内侧形成对冷凝器内部的防护；其中，所述步骤E31、利用卡箍将锡箔纸4固定在冷凝器2的主管21的端部内侧的具体方法为：用铝箔纸按照冷凝器2的主管21的内径尺寸折成一个碗状的圆盘，圆盘的深度大于45mm，再准备一个钢质圆形弹簧圈卡箍5，该弹簧圈卡箍5外径周长大于冷凝器2的主管21的内径周长20mm，打开冷凝器2的主管21的管帽，将圆盘塞入冷凝器2的主管21内，所述圆盘的上边缘距离管口边缘50-60mm，将弹簧圈卡箍5卡放入到冷凝器2的主管21内撑在圆盘的侧壁上，再用胶带6粘贴在圆盘的侧壁与冷凝器2的主管21内壁之间的缝隙压实。

E32、对冷凝器2的主管21的端部内外表面清除油、水等杂物，打磨清除氧化皮，露出金属光泽；

E33、拆除锡箔纸4及其相应部件；

E34、将预制管线整体塞入到容器内，使不锈钢连接管31贯穿接管口11，第六弯头310的接口与冷凝器2的主管21的端部位置对应；

E35、焊接第六弯头310与冷凝器2的主管21之间的安装焊缝，焊接前旋转第六弯头310和冷凝器2的主管21之间的水平旋转相对位置和组对间隙，并利用铝衬垫环组对，使不锈钢连接管31与接管口11同心，第六弯头310与冷凝器2的主管21之间的安装焊缝为B类焊缝，该安装焊缝共一道焊缝，采用交流氩弧焊机，焊条标号ER5183，左焊法，线性焊道，压道焊，焊接电流180A~240A，电压30V~36V，焊接速度10~18cm/min，控制道间温度小于150℃；具体的焊接方法也参考CN112658443A中的方案。

E36、焊接不锈钢连接管31与接管口之间的固定焊缝，该固定焊缝为D类焊缝，采用直流氩弧焊机，焊条ER308L，左焊法，线性焊道，压道焊，焊接电流60A~130A，电压10V~13V，焊接速度6~11cm/min,控制道间温度小于150℃；

E37、焊后测量配管几何尺寸值及检查配管内部清洁度符合图纸标准要求；其中表2为配管中铝材焊缝的焊接工艺参数表：

表2

E38、将不锈钢连接管31的管口封堵；

F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；

G、焊后检查。其中该检查包括：

G1）外观检查，焊缝完成后100%外观自检；

G2）检查配管几何形状尺寸、容器接管口11与不锈钢连接管31的接管角度以及容器接管口11坐标符合设计要求；

G3) 根据工艺管道的设计要求进行射线检测。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种冷凝器配管的装配及焊接工艺方法，其特征在于：该装配及焊接工艺方法用于将冷凝器配管与冷凝器的铝制的主管焊接并使冷凝器配管贯穿不锈钢容器筒体壁并焊接，包括以下步骤：

A、焊前准备，包括以下分步骤：

A1、提供构成冷凝器配管的组成部件，该冷凝器配管由外至内包括不锈钢连接管、钢铝接头、第一弯头、第一直管、第二弯头、第三弯头、第二直管、第四弯头、第五弯头和第六弯头；其中第一弯头、第一直管、第二弯头、第三弯头、第二直管、第四弯头、第五弯头和第六弯头均为铝材且管径和壁厚均相等，第一弯头至第六弯头均为90°弯头，确定所述组成部件符合设计要求；

A2、焊前检查；

A3、选择工具和工具的验收检查；

A4、坡口的加工，其中，所述组成部件的端面坡口加工时的坡口角度为30°-32°，钝边为0.5-1mm；

容器筒体壁上开设有方便不锈钢连接管贯穿的接管口，该接管口的坡口角度为45°-47°，钝边为0.5-1mm，不锈钢连接管的外壁距离接管口的坡口钝边的间隙 2~4mm；

A5、将各组成部件中的坡口面、以及焊接部位内外20mm范围内杂物清除干净，并清除表面氧化皮后露出金属光泽；

B、将所述组成部件进行组对，包括以下分步骤：

B1、确认组对用的工装卡具与待焊接的组成部件材质相同或相同组别，点固块和铝衬垫环的与对应的组成部件材质相同；

B2、确认组对的铝衬垫环的材料规格如下：定义第一直管的壁厚为δ，当δ≤6mm时，采用宽30mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当6mm＜δ≤12mm时，采用宽40mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当12mm＜δ≤18mm时，采用宽45mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

当18mm＜δ≤26mm时，采用宽50mm、厚4mm的铝板加工成铝衬垫环；

B3、将所述组成部件按照设计图纸的要求组对形成五个管段：其中不锈钢连接管、钢铝接头和第一弯头依次组对形成第一管段，第一直管和第二弯头组对形成第二管段，第三弯头和第二直管组对形成第三管段，第四弯头单独定义为第四管段，第五弯头和第六弯头组对形成第五管段；

C、将各管段内部的焊缝点固焊；

D、焊前对外界客观因素进行检查；

E、焊缝焊接，包括以下步骤：

E1、各管段内部焊缝焊接先后顺序及几何形状控制：

定义不锈钢连接管的延伸方向为Y方向，定义第一直管的延伸方向为X方向，冷凝器的铝制主管延伸方向为Z方向；对于第一管段，先焊钢铝接头和第一弯头之间的坡口焊缝，再焊接不锈钢连接管和钢铝接头之间的坡口焊缝；而第二管段、第三管段、第四管段和第五管段则分别顺次焊接；

E2、配管的装配的预制焊缝的焊接，包括以下分步骤：

E21、将第一管段至第五管段放入到容器内部，不锈钢连接管从内向外贯穿接管口临时组对不焊接，第五管段的第六弯头与冷凝器的主管临时组对不焊接；通过调整管段第一管段至第五管段的位置确定第六弯头与冷凝器的主管之间临时组对并以此作为尺寸调整的基准点，通过调整第二直管的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管在X方向的位置；通过调整第四管段和第五管段之间的组对间隙以及调节第五管段与冷凝器的主管之间的组对间隙来微调不锈钢连接管在Z方向的位置，通过调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置来调整不锈钢连接管的水平偏转角，最终使不锈钢连接管贯穿接管口，将第一管段至第五管段之间的焊缝点固焊后形成预制管线；

E22、将预制管线从容器内部取出放置在焊接工作台上进行预制焊缝焊接，依次将第一管段和第二管段、第二管段和第三管段、第三管段和第四管段、第四管段和第五管段之间的焊缝在焊接工作台上焊接，通过人工转动变位，使焊缝始终处于平焊位置焊接；

E23、焊后测量配管几何尺寸值及检查配管内部清洁度符合图纸标准要求；

E24、对各管段之间的同轴度和平行度偏差的修正；

E3、配管的装配组对安装焊缝的焊接，包括以下分步骤：

E31、利用卡箍将锡箔纸固定在冷凝器的主管的端部内侧形成对冷凝器内部的防护；

E32、对冷凝器的主管的端部内外表面清除油、水杂物，打磨清除氧化皮，露出金属光泽；

E33、拆除锡箔纸及其相应部件；

E34、将预制管线整体塞入到容器内，使不锈钢连接管贯穿接管口，第六弯头的接口与冷凝器的主管的端部位置对应；

E35、焊接第六弯头与冷凝器的主管之间的安装焊缝，焊接前旋转第六弯头和冷凝器的主管之间的水平旋转相对位置和组对间隙，并利用铝衬垫环组对，焊接后不锈钢连接管与接管口同心，第六弯头与冷凝器的主管之间的安装焊缝为B类焊缝，采用交流氩弧焊机，焊条标号ER5183，左焊法，线性焊道，压道焊，焊接电流180A~240A，电压30V~36V，焊接速度10~18cm/min，控制道间温度小于150℃；

E36、焊接不锈钢连接管与接管口之间的固定焊缝，该固定焊缝为D类焊缝，采用直流氩弧焊机，焊条ER308L，左焊法，线性焊道，压道焊，焊接电流60A~130A，电压10V~13V，焊接速度6~11cm/min,控制道间温度小于150℃；

E37、焊后测量配管几何尺寸值及检查配管内部清洁度符合图纸标准要求；

E38、将不锈钢连接管的管口封堵；

F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；

G、焊后检查。

2.如权利要求1所述的一种冷凝器配管的装配及焊接工艺方法，其特征在于：所述步骤E24中对各管段之间的同轴度和平行度偏差的修正，同轴度和平行度偏差的修正方式相同，包括以下分步骤：

E241、首先找出需要修正的两部件，两个待修正的部件分别定义为第一修正部件和第二修正部件；定义两个待修正的部件之间的焊缝为修正焊缝；第一修正部件和第二修正部件之间的轴线相交；

E242、对环形的修正焊缝打磨去除熔敷金属后形成半圆弧形沟槽，该半圆弧形沟槽的截面为V字形，该半圆弧形沟槽的弧形的对称凹点位于轴线相交的交角外侧，所述轴线相交的交点与对称凹点之间的连线为半圆弧形沟槽的对称轴线；该半圆弧形沟槽的深度从对称凹点分别向两侧的第一端点和第二端点逐渐平滑变浅直至深度为零，轴线相交的交角与180°的角度差越大，该半圆弧形沟槽在对称凹点处的深度越深；

E243、对半圆弧形沟槽进行焊接：

其中从第一端点处起弧在对称凹点处收弧形成第一道焊缝，打磨第一道焊端头成缓坡形；再从第二端点处起弧在对称凹点处接头收弧形成第二道焊缝，第二道焊缝与第一道焊缝衔接；在以同样的施焊顺序和施焊方法在第一道焊缝上焊接形成第三道焊缝，在第二道焊缝上焊接形成第四道焊缝，直至将半圆弧形沟槽焊缝填满熔覆金属；

E244、再次测量第一修正部件和第二修正部件的同轴度，若同轴度满足条件则进行下一步骤，若同轴度不满足条件，再次重复步骤E242和E243进行二次调整，其中二次调整时的半圆弧形沟槽的深度小于第一次调整时的半圆弧形沟槽的深度；

E245、焊缝冷却后，打磨接头余高和焊缝表面过高的加强高。

3.如权利要求2所述的一种冷凝器配管的装配及焊接工艺方法，其特征在于：所述步骤E31中利用卡箍将锡箔纸固定在冷凝器的主管的端部内侧的具体方法为：用铝箔纸按照冷凝器的主管的内径尺寸折成一个碗状的圆盘，圆盘的深度大于45mm，再准备一个钢质圆形弹簧圈卡箍，该弹簧圈卡箍外径周长大于冷凝器的主管的内径周长20mm，打开冷凝器的主管的管帽，将圆盘塞入冷凝器的主管内，所述圆盘的上边缘距离管口边缘50-60mm，将弹簧圈卡箍卡放入到冷凝器的主管内撑在圆盘的侧壁上，再用胶带粘贴在圆盘的侧壁与冷凝器的主管内壁之间的缝隙并压实。

4.如权利要求3所述的一种冷凝器配管的装配及焊接工艺方法，其特征在于：所述步骤E21中通过调整第二直管的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管在X方向的位置；通过调整第四管段和第五管段之间的组对间隙来微调不锈钢连接管在Z方向的位置，通过调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置来调整不锈钢连接管的水平偏转角的具体调节方式为：

E211、先调整第四管段和第五管段之间的水平相对位置，调整不锈钢连接管的延伸方向与Y方向平行；

E212、调整第四管段和第五管段之间的组对间隙，使不锈钢连接管在Z方向的高度与接管口的高度位置对应，当不锈钢连接管在Z方向的高度低于接管口时，增大第四管段和第五管段之间的组对间隙；而当不锈钢连接管在Z方向的高度高于接管口时，测量此时高出的长度，将冷凝器的主管的端部锯掉对应长度；

E213、调整第二直管的长度、第三管段和第四管段之间的组对间隙来调整不锈钢连接管在X方向的位置，最终使不锈钢连接管贯穿接管口。