大型挠性管板换热器的焊接变形及质量控制.pdf

《大型挠性管板换热器的焊接变形及质量控制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第54卷第3期2017年6月化工设置与管道PROCESSEQUIPMENT&PIPING、b1．54No．3Jun．2017大型挠性管板换热器的焊接变形及质量控制洪雨胜(拜耳技术工程(上海)有限公司，上海200233)摘要：某公司光气吸收塔冷凝器，属于大型挠性管板换热器，经过对该设备的制造，对大型挠性管板换热器的焊接变形控制和焊接质量控制总结出一套比较成熟的制造工艺。结合该设备的特点，简单阐述制造过程中关键环节的控制和检验方法。关键词：大型换热器；挠性管板；焊接变形控制；焊接质量控制中图分类号：TQ051．5；TH16文献标识码：A文章编号：1009—32

2、8l(2017)03-0036．004该换热器是一台立式管壳式换热器，上管箱是一台塔器设备，设备规格较大，制造要求高，在制造过程中存在一定的难度。该产品要求按AsME设计制造验收，并且同时要满足PED的要求(是PEDIV类设备，符合性评审模式为G模式)，出口至欧盟国家。1设备技术特性及结构简介换热器技术特性见表1。表1设备技术特性1'ablel融hnicalch撇ct耐sticsofcq岫删设计参数管程壳程设计压力(G)／b盯10工作温度／℃200介质ODB(非致死)设备净重／t6200光气、Hcl、ccl。(致死)约200注：lbar=O．1MPa。规格

3、及主要材料见表2。表2设备的规格及主要材料1'able2sp∞i丘cationandmainmaterialofeq咄pment换热管与管板连接形式：管板孔坡口深度为3mm，45。坡口，换热管内缩2mm，强度焊加贴胀。2设备制造难度该设备制造难度主要有以下两点：(1)因上管板换热管管口内有管嘴插入，要求上管板最终平面度内凹、外凸不得超过2mm；(2)壳程内是致死介质，管子与管板接头根部要求焊透，管子与管板接头焊缝也要求焊后热处理，并要求对每块管板的管子与管板接头焊缝进行不少于20％的I盯检测，最终对管子与管板接头焊缝进行100％氦检漏试验。3大型挠性管板换

4、热器的焊接变形及质量控制在仔细分析上述主要制造难点后，发现大型挠性管板换热器在制造过程中的关键控制点有两点：第一是大型挠性管板的焊接变形及质量控制，这也是大尺寸挠性管板拼焊的关键控制点；第二是管子与管板接头的焊接变形及质量控制，这也是大型换热器的关键控制点。只要解决了这两个关键控制点，设备基本上就能满足要求。下面就这两个关键控制点，简要阐述制造过程中的控制和检验方法。3．1大型挠性管板的焊接变形及质量控制因管板的直径较大，采购整板比较困难，考收稿日期：2016．12—26作者简介：洪雨胜(1975一)，男，上海人，工程师。从事锅炉压力容器的制造和检验，高级

5、质量工程师。2017年6月洪雨胜．大型挠性管板换热器的焊接变形及质量控制37虑到成本、工期等因素，选择管板毛胚为2500mm×5000mm×105mm的两块SA．516GR70N钢板拼焊。对于这种大厚度的长条形钢板拼焊，其变形的主要因素是垂直于焊缝长度方向的横向残余应力和角变形。通过下面的措施保证了焊接质量，同时也很好地控制了管板的焊接变形，从而减少了管板毛胚金属耗用量。(1)选择使焊件受热面积小，焊后变形较小的对称双u形焊接坡口，接头的坡口尺寸如图1所示。(2)对坡口面进行100％MT检测，合格后打磨清理坡口及两侧的浮锈。(3)为了减小焊接变形和焊接残余

6、应力，在焊接前对焊缝正反两面坡口及两侧150~200mm的范围内，同时用天然气进行预热，预热温度200～250℃，预热时问为40～60min，使预热均匀。图1管板对接坡口尺寸Fi吕1Buttgmovesizeofnlbesheets(4)采用埋弧自动焊的方法，配以填充金属F7P4．EHl4，以较小的线能量，进行快速多层、多道焊，层间温度200～250℃。具体的焊接工艺参数见表3。表3管板对接缝焊接工艺参数1'曲le3W宅ldingp越曲曲哪oftubesheetbu位welds(5)焊接过程中，焊缝背面坡口及两侧150~200mm的范围内一直保持预热，以防

7、止局部冷却速度不一致造成局部变形。每面焊道之间焊接方向相反，每焊完一道后，严格控制管板的角变形量；再据此焊另一面坡口。如此正面和反面对称交替焊接，使管板正反两面的焊接角变形相互抵消。在管板焊接过程中，利用了一些工装夹具压块，同时也充分利用管板的自重进行反变形处理。(6)在进行背面第一道焊前，用碳弧气刨进行清根，以保证焊缝根部质量。(7)焊接完成后，立即对焊缝及焊缝两侧不小于500nun范围内的区域用保温岩棉覆盖进行后热消氢处理，后热消氢温度250～300℃，持续时间为2～2．5h。消氢处理后焊缝在保温岩棉覆盖的情况下自然冷却至室温。(8)打磨管板焊缝与母材

8、平齐，进行100％MT、100％I盯和100％UT检测。(9)对管