锅炉、压力容器和管道焊接技术的新发展
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2024年简述锅炉压力容器的安全检验与质量监督摘要:锅炉压力容器质量安全是一项十分重要的安全工作,锅炉压力容器安全监督和检查的重要性决定了质量管理工作的重要性。
本文主要通过对锅炉压力容器安全检验当中存在的一些问题及其易产生的事故类型进行探讨,进一步分析如何开展锅炉压力容器质量监督控制工作。
关键词:锅炉压力容器;安全检验;质量监督计量法有规定,压力容器因为有压力产生,就要保证压力在一定范围,就要对安全附件装置(如压力表、安全阀)进行定期计量、校验,容器环境进行定期检验。
压力容器的在役检验分为年度检查和定期检验,其中压力容器定期检验工作包括全面检验和耐压试验,但《固容规》中除规定特殊情况下需进行耐压试验外,一般容器不要求进行耐压试验。
压力容器在运行和使用过程中,受到工作载荷及使用环境的影响,其力学性能也会随之发生变化。
另外,有些介质会对其金属壳体产生腐蚀作用,压力容器的器壁逐渐减薄,承载强度逐步下降等。
所以,还要定期对压力容器进行全面的技术检验,对压力容器技术状况做出科学的判断,以确定压力容器可否继续安全使用。
定期检验的方法以宏观检查、壁厚测定、表面无损检测为主,必要时可以采用超声检测、射线检测、硬度测定、金相检验、材质分析、涡流检测、强度校核或者应力测定、耐压试验、声发射检测、气密性试验等.1检验中常见的危险及易产生事故类型1.1设备、设施设置上的缺陷。
如强度、刚度不足,稳定性差,如支撑件锈蚀开裂等;设备设施之间及本身密封不良,如管道、阀门泄露蒸汽、热水、化学介质等;无检验平台,未搭设脚手架防护设施;脚手架搭设支撑不当、防护距离不足、防护用材不对等防护设施缺陷。
该类型的危险因素主要造成的事故类型有坠落、烫伤、中毒、窒息等。
1.2高低温物质、粉尘、易燃易爆物质、有毒物质及腐蚀性物质等危害。
如高温蒸汽、热水运行设备及输送管道、高温炉膛、高温炉渣等;煤粉、煤灰、煤渣、烟灰、烟尘、烟垢等;锅炉尾部烟道或炉膛燃油燃气等。
火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程SD340—89中华人民共和国能源部关于颁发《火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程》的通知能源基[1989]906号为了适应水利电力焊接技术的发展,保证锅炉、压力容器和受压管道的焊接质量,我部委托东北电力试验研究院编写了《火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程》,现予以颁发,其编号为SD340—89。
本规程自1990年1月1日起执行。
执行中有什么问题请告我部和编写单位。
一九八九年九月十五日1总则1.1本规程适用于电力系统使用手工电弧焊、气焊、钨极氩弧焊、埋弧焊及其组合方法,制作、安装、检修火力发电厂锅炉、压力容器、承压管道、承重钢结构及焊工技术考核前的焊接工艺评定(以下简称“评定”)。
1.2“评定”是在焊接性试验基础上,在产品制造工艺设计之后进行的生产前工艺验证试验。
“评定”是根据本规程的规定,焊接试件,检验试样,考察焊接接头性能是否符合产品技术条件,以此评定所拟定的焊接工艺是否合格。
2一般要求2.1“评定”人员的资格2.1.1主持“评定”工作的人员必须是从事焊接技术工作的工程师或焊接技师。
2.1.2工艺试件的焊制应由理论水平和实际操作技能较高、有丰富经验的焊工担任。
2.1.3对工艺试件进行无损探伤的人员应具有劳动部门颁发的Ⅱ级及以上的资格证书;进行其他检验的人员应由有关部门进行资格认定。
2.1.4对试验结果进行综合评定的人员应是焊接工程师。
2.2钢材、焊接材料2.2.1“评定”用钢材、焊接材料均应有出厂合格证,并符合相应标准,且与实际焊接生产相类同。
2.2.2在制定“评定”方案前,应确定“评定”用钢材的焊接性能。
2.2.3钢材、焊条和焊丝在使用前如发生怀疑时应进行主要元素的化验。
2.3焊接设备“评定”用焊接设备应处于正常工作状态,仪表、气体流量计等应合格。
3基本规定3.1凡未做过“评定”的钢材(符合表2注①、②的除外),必须进行“评定”。
3.2“评定”参数分为重要参数、附加重要参数和次要参数。
NB/T 47014-2011《承压设备焊接工艺评定》标准解析一、我国压力容器焊接工艺评定标准的制定和演变过程。
我国压力容器焊接工艺评定标准的建立要追溯到七十年代末,随着焊接工艺技术的发展以及对工艺评定认识的加深,该标准经过了多次修订。
其演变过程为:(1)1980年颁布的JB741-80《钢制焊接压力容器技术条件》附录二。
(2)1985年颁布的JB3964-85《压力容器焊接工艺评定》代替JB741-80附录二。
(3)1992年颁布的JB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》代替JB3964-85。
(4)2000年颁布的JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》代替JB4708-92。
(5)2011年颁布的NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》代替JB4708-2000。
在2000年颁布JB4708-2000版后,为了对按92版标准评定的项目适用性做出答复,国家质监局于2001年下发了质技监办发【2001】003号文(关于执行JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准的意见),提出了以往按92版做的工艺评定哪些可继续有效,哪些需要补做项目,并要求对继续有效的评定,要按2000版进行转化。
在GB713-2008《锅炉压力容器用钢板》标准发布后,国家质检总局以质检特函【2008】64号文《关于GB713-2008实行过渡期安排的通知》中,提出了由于钢板钢号的改变,对已进行的工艺评定需进行转换,但如何转换,没有明确规定。
二、NB/T 47014修订原则修订原则是国际上通用标准接轨并结合中国的法规和国内的实际情况,参照采用ASMEⅨ制定适用于我国锅炉、压力容器、压力管道三类产品的统一的焊接工艺评定标准。
目前国际上焊接方面的标准,虽然不断有ISO国际标准出台,但实际使用的还是两大体系的标准,即欧洲标准和泛太平洋地区使用的美国标准;焊接工艺评定也一样,欧洲采用的标准是EN288《金属材料的焊接工艺规程及评定》。
压力容器不等厚管壁焊接工艺技术发布时间:2023-02-03T02:36:50.697Z 来源:《科学与技术》2022年第18期作者:关军[导读] 在现代社会中,对电力的需求量越来越大,关军抚顺石化工程建设有限公司摘要:在现代社会中,对电力的需求量越来越大,为满足对电力的需求,火力发电成为发电的重要途径之一。
现代火力发电中使用的锅炉大多数采用焊接结构,要确保火力发电的正常运行就要保证锅炉的高质量焊接。
本文针对压力容器不等厚焊口的典型开裂焊口进行焊接工艺、焊后热处理、应力分析,并提出改进措施。
关键词:压力容器;不等厚管壁;焊接技术引言焊接是压力容器制造中最重要的部分,焊接质量直接决定压力容器的整体质量。
在使用过程中,压力容器中的泄漏、爆炸都可能造成严重的生命和财产损失。
当前我国焊接链中压力容器制造工艺存在一些问题,焊接质量是制约压力容器质量的瓶颈。
因此,至关重要的是分析压力容器在焊接过程中遇到的常见问题,并寻求预防措施和解决办法,以有效确保压力容器的效率和寿命,并减少可能对安全产生直接影响的安全事故的数量。
因此,在压力容器焊接过程中,有关企业必须加强技术创新,不断提高焊接技术在压力容器生产中的应用效果。
1材料焊接特性分析法兰材质20MnMoNb(Ⅳ级)为高强度低合金0.5Mo型钢。
按NB/T47008标准,主要合金元素Mo含量在0.45%~0.65%,Cr、Ni、Cu含量均≤0.30%,并含有微量的Nb约0.025%~0.050%,室温抗拉强度≥610MPa。
在NB/T47014标准中按合金元素成分Mo≥0.3%归类为Fe-3类,按材料的抗拉强度≥60kgf/mm2(588MPa)归到该类别的Fe-3-3组。
该材料具有强度高、韧性好的特点,由于合金元素的添加,该钢具有较强的淬硬倾向和一定程度的热裂纹敏感性。
由于该钢的C含量在0.17%~0.23%,在焊接过程中如果存在快速冷却的情况,焊缝和热影响区可能形成对冷裂纹敏感的淬硬组织。
DL/T 869—2004火力发电厂焊接技术规程1范围本标准规定了电力行业设计、制造、安装和检修火力发电设备的锅炉、压力容器、压力管道、钢结构和在受压元件上焊接非受压元件的焊接工作,以及主、辅机本体和转动部件的焊接修复工作的要求。
本标准适用于碳素钢(碳含量W0. 35%)、普通低合金钢和耐热钢的焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、氧一乙炔焊和埋弧自动焊等焊接方法。
其他的材料、部件和焊接方法,可参照本标准制定技术要求。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 228-2002 金属材料室温拉伸试验方法GB/T 231.1 金属布氏硬度试验第一部分:试验方法GB/T 3323 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB 4191 惰性气体保护电弧焊和等离子焊接、切割用钨铈电极GB/T 4872 纯氩GB/T 5293 埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB 6819 溶解乙炔GB 11345—1989 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级GB/T 12470 低合金钢埋弧焊用焊剂GB 17394 金属里氏硬度试验方法GB 50236-1998 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范DL/T 675 电力工业无损检测人员资格考核规则DL/T 678 电站钢结构焊接通用技术条件DL/T 679 焊工技术考核规程DL/T 734 火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则DL/T 752 火力发电厂异种钢焊接技术规程DL/T 753 汽轮机铸钢件补焊技术导则DL/T 819-2002 火力发电厂焊接热处理技术规程DL/T 820-2002 管道焊接接头超声波检验技术规程质技监锅发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》中华人民共和国国家质量技术监督局1999-06-253一般规定3.1 总的要求3.1.1 除相关合同中另有规定的部分外,火力发电机组的焊接工程的施工和验收工作应按本规程的规定执行,对于火力发电厂相关设备部件的修复、技改除应执行《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《压力容器安全技术监察规程》外,其焊接工作应按本规程的规定执行。
锅炉压力容器焊接方法及焊接工艺探讨一、简介锅炉压力容器是工业生产中常见的设备之一,用于储存和传输压力大的流体或气体。
在制造锅炉压力容器时,焊接是其中一个不可或缺的工艺环节。
正确的焊接方法及焊接工艺对于保证锅炉压力容器的安全运行至关重要。
本文将针对锅炉压力容器的焊接方法及焊接工艺进行探讨,以期对相关行业人士有所帮助。
二、焊接方法及焊接工艺(一)焊接方法1.手工电弧焊手工电弧焊是一种常见的焊接方法,利用电弧产生高温,熔化母材和填充金属,实现焊接连接。
这种方法成本低、操作灵活,适用于一些较小型的锅炉压力容器的制造。
不过,由于该方法受操作者技术水平的限制,焊接质量和稳定性相对较差。
2.气体保护焊气体保护焊是利用氩气、氩气二氧化碳混合气体或其他惰性气体来保护焊接区域,防止氧气和水汽的影响,使焊缝质量更好的一种焊接方法。
该方法适用于高要求的焊接任务,如焊接厚板、精细焊接等。
在锅炉压力容器的制造过程中,气体保护焊常用于焊接厚壁压力容器、管道等部件。
3.激光焊接激光焊接是一种高能、高密度的热源焊接方法,利用激光束进行材料熔化和连接。
该方法焊缝热影响区小、变形小,适合对焊接质量要求较高、对材料有限的热变形的零部件进行焊接连接。
不过,激光焊接设备成本高,适用于高精度、高质量焊接的生产工艺。
(二)焊接工艺1.预热在焊接锅炉压力容器时,预热是一个必不可少的环节。
预热能够有效降低焊接材料的硬度,减少焊接热裂纹和残余应力,提高焊接接头的冷脆性。
一般情况下,预热温度应根据焊接材料的种类和规格来确定,通常在150~200摄氏度之间。
2.焊接材料选择焊接材料的选择对于焊接质量和连接强度至关重要。
通常情况下,焊接材料的选择应考虑与母材的相容性、焊接操作性和焊接后的材料性能等因素。
在焊接压力容器时,应根据设计要求和使用环境来选择适当的焊接材料,以确保焊接接头的质量和可靠性。
3.焊接工艺控制焊接工艺控制是保证焊接质量的关键环节。
在焊接锅炉压力容器时,应根据设计要求和焊接材料的特性,合理选择焊接工艺参数,如焊接电流、电压、焊接速度等,保证焊接接头的质量和可靠性。
1、【多选题】《中华人民共和国特种设备安全法》第四十八条规定,特种设备(),或者(),特种设备使用单位应当依法履行报废义务,采取必要措施消除该特种设备的使用功能,并向原登记的负责特种设备安全监督管理的部门办理使用登记证书注销手续。
(CD)A、出现过多次事故的B、超过检验周期的C、存在严重事故隐患,无改造、修理价值D、达到安全技术规范规定的其他报废条件的2、【多选题】《中华人民共和国特种设备安全法》规定,使用单位使用未经定期检验或者检验不合格的特种设备的责令停止使用有关特种设备,处()以上()以下罚款。
(AC)A、3万元B、1万元C、30万元3、【多选题】《中华人民共和国特种设备安全法》规定:特种设备生产、经营、使用单位应当按照国家有关规定配备特种设备O人员,并对其进行必要的安全教育和技能培训。
(BCD)A、销售人员B、安全管理人员C、检测人员D、作业人员4、【多选题】下列哪些情形不属于特种设备事故:()。
(ABCD)A、因自然灾害、战争等不可抗力引发的B、通过人为破坏或者利用特种设备等方式实施违法犯罪活动或者自杀的C、特种设备作业人员、检验检测人员因劳动保护措施缺失或者保护不当而发生坠落、中毒、窒息等情形的D、非承压锅炉、非压力容器发生事故5、【多选题】压力管道腐蚀与O有关。
(ABC)A、材料B、介质C、应力D、长度6、【多选题】国务院制定《特种设备安全监察条例》的宗旨是什么()°(ABCD)A、加强特种设备的安全监察B、防止和减少事故C、保障人民群众生命和财产安全D、促进经济发展7、【多选题】安全保护装置应符合安全技术规范和现行国家标准的规定。
存在()情况的安全保护装置,不准继续使ABCD用。
(A、无产品合格证和铭牌的B、性能不符合要求的C、逾期不检查、不校验的D、爆破片已超过使用期限的8、【多选题】属于下列情况之一的压力管道,应当适当缩短检验周期()。
(ABCD)A、新投用的GC1、GC2级的(首次检验周期一般不超过3年)B、发现应力腐蚀或者严重局部腐蚀的C、材质产生劣化的D、检验人员和使用单位认为需要缩短检验周期的9、【多选题】工业管道的定期检验包括()。
电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇)The Code of Erection and Acceptrance for powerPlant Construction Welding SectionDL5007—92主编部门: 能源电站焊接标准技术委员会批准部门: 中华人民共和国能源部施行日期: 1992年9月1日中华人民共和国能源部关于颁发《电力建设施工及验收技术规范 (火力发电厂焊接篇)》电力行业标准的通知能源基[1991]1015号为了适应电力工业焊接技术的发展,保证火力发电厂的安装质量,我部对1982年颁发的《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇)SDJ 51—82》进行了修订,其编号为DL 5007—92,自1992年9月1日起执行,原规范同时废止。
各单位在执行中有什么问题请告我部基建司和主编单位。
一九九一年十二月三十一日1 总则1.0.1本规范适用于能源工业电力系统设计、制造、安装和检修600 MW及以下火力发电设备的锅炉、承压管道、压力容器和钢结构的焊接工作。
1.0.2本规范适用于碳素钢(含碳量≤0.35%)、普通低合金钢和耐热钢的手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、氧-乙炔焊和埋弧自动焊等焊接方法。
对其他材料和焊接方法,可参照本规范和有关标准制定技术要求。
1.0.3引进国外火力发电机组的施工和验收工作,除建造合同中另有具体规定的部分外,应按本规范的规定执行。
1.0.4焊缝质量检验根据部件工况条件和对质量要求分类进行评定。
1.0.5金属材料检验、设备焊口检查、通球试验、焊接工艺评定、焊接接头质量检验、焊接人员考核等项工作,应分别按有关规程的规定进行。
1.0.6焊接工作(焊接、热处理和金属检验)必须遵守安全、环保、防火等规程的有关规定。
2 焊接人员2.0.1焊接人员包括焊接技术人员、焊接质量检查人员、焊接检验人员、焊工及焊接热处理人员。
2.0.2各企业应设置焊接专业技术负责人和专职焊接质量检查人员。
ASME压力管道锅炉压力容器焊接工艺参数确定评定方法与规则ASME(美国机械工程师学会)压力管道、锅炉、压力容器焊接工艺参数的确定和评定方法与规则是在焊接工艺设计和焊接质量评定中起到重要作用的一系列准则。
这些准则旨在确保焊接工艺的安全性、可靠性和一致性。
本文将对ASME焊接工艺参数的确定和评定方法与规则进行详细阐述。
首先,ASME规定了焊接工艺参数的确定方法。
具体而言,焊接工艺参数包括焊接电流、焊接电压、电极直径、焊接速度、预热温度、焊接气体流量等。
ASME将这些参数的确定分为两个步骤:首先是工艺试验和焊接样品制备,其次是参数评定。
工艺试验是通过在标准试样上进行一系列试验,确定适用于具体焊接材料和构件的焊接工艺参数。
试验包括针对不同参数组合的焊接试验,对焊缝的深度、宽度、外观、收缩等进行检测和评估。
试验结果将用于确定最佳的焊接工艺参数组合。
在参数评定阶段,焊接样品将被进一步评估,以确定焊接工艺参数的可行性和一致性。
评定方法包括对焊缝的断面、收缩、硬度、拉伸强度、冲击韧性等性能的评价。
这些评价结果将用于对焊接工艺参数进行修订和确定。
除了焊接工艺参数的确定,ASME还规定了焊接工艺参数的评定方法与规则。
焊接工艺参数的评定是为了验证焊接工艺的有效性和可靠性,以保证焊接接头的质量。
评定方法包括焊接工艺规范和焊接过程规范的编制,焊接程序评定和焊接工艺评定的实施。
焊接工艺规范是一份包含焊接工艺参数和评定方法的文档,它规定了适用于特定焊接材料和构件的合适焊接工艺。
焊接过程规范是工艺规范的具体实施文件,对焊接工艺参数进行细化和规范。
焊接程序评定是通过对焊接试样的实际焊接进行评估,以验证焊接工艺的可行性和一致性。
焊接工艺评定是对焊接接头进行一系列检测和评价,以验证焊接工艺的质量和可靠性。
总之,ASME对焊接工艺参数的确定和评定方法与规则的制定,为焊接工艺的设计和质量评估提供了准则和指导。
这些准则不仅可以确保焊接工艺的安全性和可靠性,还可以保证焊接接头的一致性和质量。
国内外锅炉、压力容器和管道的焊接技术近10年来,国内外锅炉、压力容器和管道的焊接技术取得了引人注目的新发展。
随着锅炉、压力容器和管道工作参数的大幅度提高及使用领域的不断扩展,对焊接技术提出了愈来愈高的要求。
所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备首先应保证焊接接头的高质量,同时必须满足高效、低耗、低污染的要求。
因此,在这一领域内,焊接工作者始终面临复杂而艰巨的技术难题,要求不断寻求最佳的解决方案。
通过不懈的努力已在许多关键技术上取得重大突破,并在实际生产中得到成功的使用,取得了可观的经济效益,使锅炉、压力容器和管道的焊接技术达到了新的发展水平。
鉴于锅炉、压力容器和管道涉及到许多重要的工业部门,其中包括火力、水力、风力,核能发电设备,石油化工装置,煤液化装置、输油、输气管线,饮料、乳品加工设备,制药机械,饮用水处理设备和液化气储藏和运输设备等,焊接技术的内容是相当广泛的。
本文因篇幅所限,仅就锅炉、压力容器和管道用钢,先进的焊接方法和焊接过程机械化和自动化三方面的新发展作如下概括的介绍。
锅炉压力容器和管道用钢的新发展1 锅炉用钢的新发展在锅炉、压力容器和管道用钢这三类钢中,锅炉用钢的发展最为迅速。
这主要是近10年来,火力发电站用燃料—煤炭的供应日趋紧张,降低燃料的消耗已成为世界性的迫切需要。
为此,必须提高锅炉的效率。
通常锅炉效率每提高5%,燃料的消耗可降低15%.而锅炉的效率基本上取决于其运行参数—蒸汽压力和蒸汽温度。
最近,上海锅炉厂生产600~670MW超临界锅炉的蒸汽压力为254bar,过热蒸汽温度为569℃,锅炉的热效率约为43%.如果锅炉的运行参数提高到特超临界级,即蒸汽压力为280 bar蒸汽温度为620℃,锅炉的热效率可提高到47%.目前世界上特超临界锅炉的最高工作参数为350 bar/700℃/720℃,锅炉的热效率达到了50% .这里应当强调指出,随着锅炉效率的提高,锅炉烟气中的SO2、NOX和CO2的排放量逐渐下降。
锅炉、压力容器和管道焊接方法的新发展近年来,国内外锅炉、压力容器和管道的焊接技术取得了引人注目的新发展。
随着锅炉、压力容器和管道工作参数的大幅度提高及应用领域的不断扩展,对焊接技术提出了愈来愈高的要求。
所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备首先应保证焊接接头的高质量,同时必须满足高效、低耗、低污染的要求。
因此,在这一领域内,焊接工作者始终面临复杂而艰巨的技术难题,要求不断寻求最佳的解决方案。
通过不懈的努力已在许多关键技术上取得重大突破,并在实际生产中得到成功的应用,取得了可观的经济效益,使锅炉、压力容器和管道的焊接技术达到了新的发展水平。
锅炉、压力容器和管道均为全焊结构,焊接工作量相当大,质量要求十分高。
焊接工作者总是在不断探索优质、高效、经济的焊接方法,并取得了引人注目的进步。
以下重点介绍在国内外锅炉、压力容器与管道制造业中已得到成功应用的先进高效焊接方法。
1 锅炉膜式水冷壁管屏双面脉冲MAG自动焊接生产线为提高锅炉热效率,节省材料费用,大型电站锅炉式水冷壁管屏均采用光管+扁钢组焊而成。
这种部件的外形尺寸与锅炉的容量成正比。
一台600MW电站锅炉膜式水冷壁管屏的拼接缝总长已超过万米。
因此必须采用高效的焊接方法。
在上世纪90年代以前,国内外锅炉炉制造厂大多数采用多头(6~8头)埋弧自动焊。
在多年的实际生产中发现,这种埋弧焊方法存在一致命的缺点,即埋弧焊只能从单面焊接,管屏焊后不可避免会产生严重的挠曲变形。
管屏长度愈长,变形愈大,必须经费工的校正工序。
不仅提高了生产成本,而且延长了成产周期。
因此必须寻求一种更合理的焊接方法。
上世纪80年代后期,日本三菱重工率先开发膜式水冷壁管屏双面脉冲MAG自动焊新焊接方法及焊接设备,并成功地应用于焊接生产。
这种焊接方法在日本俗称MPM法,其特点是多个MAG焊焊头从管屏的正反两面同时进行焊接。
焊接过程中,正反两面焊缝的焊接变形相互抵消。
管屏焊接后基本上无挠曲变形。
这是一项重大的技术突破。
经济效益显著。
数年后哈尔滨锅炉厂最先从日本三菱公司引进了这项先进技术和装备,并在锅炉膜式壁管屏拼焊生产中得到成功的应用。
之后,逐步在我国各大锅炉制造厂推广应用,至今已有十多条MPM 焊接生产线正常投运。
管屏MPM焊接的主要技术关键是必须保证正反两面的焊缝质量,包括焊缝熔深,成形和外形尺寸基本相同。
这就要求在仰焊位置的焊接采用特殊的焊接工艺—脉冲电弧MAG焊(富氩混合气体)。
焊接电源和送丝系统应在管屏全长的焊接过程中产生稳定的脉冲喷射过渡。
因此必须配用高性能和高质量的脉冲焊接电源和恒速送丝机。
这些焊接设备的性能和质量愈高,管屏反面焊缝的质量愈稳定,合格率愈高。
实际上,哈锅厂从日本三菱重工引进的原装机只配用了晶闸管控制的第二代脉冲MIG/MAG焊电源,送丝机也只是传统的等速送丝机,管屏反面焊缝的合格率达不到100%,总有一定的返修量,为进一步改进膜式壁管屏MPM焊机的性能,最近国产的管屏MPM焊机配用了第三代微要控制逆变脉冲焊接电源和测速反馈的恒速送丝机,明显提高了反面焊缝的合格率。
2 锅炉受热面管对接高效焊接法锅炉受热面过热器和再热器部件管件接头的数量和壁厚,随着锅炉容量的提高而成倍增加,600MW电站锅炉热器的最大壁厚已达13mm,接头总数超过数千个。
传统的填充冷丝TIG焊的效率以远远不能满足实际生产进展的要求,必须采用效率较高的且保接头质量的溶焊方法。
为此,哈锅和上锅相继从日本引进了厚壁管细丝脉冲MIG自动焊管机,其效率比传统的TIG焊提高3~5倍。
后因经常出现根部未焊透和弧坑下垂等缺陷而改用TIG焊封底MIG焊填充和盖面工艺,改进的焊接工艺虽然基本上解决了根部未焊透的问题,但降低了焊接效率,增加了设备的投资,同时也使操作程序复杂化。
最后,上锅,哈锅又从国外引进了热丝TIG自动焊管机。
热丝TIG焊的原理是将填充丝在送入焊接熔池之前由独立的恒压交流电源供电。
电阻加热至650~800℃高温,这就大大加速了焊丝的熔化速度,其熔敷率接近于相同直径的MTG焊熔敷率。
另外,TIG方法良好的封底特性确保了封底焊道的熔质量,因此,热丝TIG焊不失为小直径壁厚管对接焊优先选择的一种焊接方法。
然而不应当由此全面否定脉冲MIG焊在小直径壁厚管对接中应用的可行性。
曾通过大量的试验查明,在厚壁管MIG焊对接接头中,根部末焊透90%以上位于超弧段,而弧坑下垂起因于连续多层焊时熔池金属热量积聚导致过热。
如将焊接电源电弧的功率作精确的控制,则完全可以消除上述缺陷的形成。
但由于引进的MIG焊自动焊管机原配的焊接电源为晶闸管脉冲电源,无法实现电弧功率的程序控制如改用当代最先进的全数字控制逆变脉冲焊接电源或波形控制脉冲焊接电源(计算机软件控制小),则可容易地按焊接工艺要求,对焊接电弧的功率作精确的控制,确保接头的焊接质量。
3 厚壁容器纵环缝的窄间隙埋弧焊厚壁容器对接缝的窄间隙埋弧焊是一种优质、高效、低耗的焊接方法。
自1985年哈锅从瑞典ESAB公司引进第一台窄间隙埋弧焊系统以来,窄间隙埋弧焊已在我国各大锅炉、化工机械和重型机械等制造厂推广使用,近20年的实际生产经验表明,窄间隙埋弧焊确实是厚壁容器对接焊的最佳选择。
为进一步提高窄间隙埋弧焊的效率,国内外推出串列电弧双丝窄隙埋弧焊工艺与设备,但至今未得到普遍推广应用。
这不仅是因为增加了操作的难度,更主要的是交流电弧的焊道成形欠佳,不利于脱渣,容易引起焊缝夹渣。
美国林肯(Lincoln)公司向中国市场推出交流波形参数(脉冲宽度、正半波电流值、脉冲频率,脉冲波形斜率)可任意控制的AC/DC1000型埋弧焊电源。
采用这种新一代的计算机控制埋弧焊电源,可使串列电弧双丝埋弧焊的工艺参数达到最佳的组合。
不但可以获得窄间隙埋弧焊所要求的焊道形成,而且还可进一步提高交流电弧焊丝的熔敷率。
可以预期,波形控制AC/DC埋弧焊电源的问世必将对串列电弧双丝窄间隙埋弧焊的推广应用作出积级的贡献。
4 大直径厚壁管生产中的高效焊接法随着输送管线工作参数不断提升,大直径厚壁管的需求量急剧增加,制造这类管材量经济的方法是将钢板压制成形,并以1条或2条纵缝组焊而成。
由于厚壁管焊接工作量相当大,为提高钢管的产量,通常采用3丝,4丝或5丝串列电弧高速埋弧焊。
5丝埋弧焊焊接16mm 厚壁管外纵缝的最高焊接速度可达156m/h,焊接38mm厚壁管外纵缝的最高焊接速度可达100mm/h.我国某钢铁公司将投资数十亿建设一条大直径厚管生产线,其中内外纵缝焊接机拟采用5丝串列电弧高速埋弧焊工艺。
为确保达到最高焊缝质量标准,最好配用高性能的PowerwaveAC/DC1000数字控制焊接电源。
5 风力发电站生产中的高效焊接方法众所周知,我国当前正面临电力十分紧张的状况,而且火力发电厂烟气大量排放对大气的污染也令人担忧。
因此发展绿色能源已成为世人关注的焦点。
在世界范围内风力发电作为一种可再生的清洁能源因运而生,产并以相当高的速度发展,年增长率约为20%.近来,我国也开始重视风力发电的建设,制定相应的规划,可望在今后5年内将有较快的发展。
风力发电站主要由基础、底座、立柱、风力涡轮发电机和馈电系统等组成,其中底座和立柱为焊接结构,采用不同厚度的低碳钢或低合金钢板卷制而成。
锥形立柱总长可达100m,底部最大直径为4.8m,壁厚40~70 m m,项部直径约1.7 m,壁厚12~35 m.总重量约80T.每根立柱熔敷金属的重量约700—1500Kg.可见焊接工作量相当可观而且必须采用高效焊接法。
瑞典ESAB公司专为风力发电站立柱焊接推出两对双丝串列电弧埋弧焊接法(Tandem-Twin)。
如采用4根¢时2.5mm的焊丝,最高熔敷率可达38Kg/h,而普通的单弧双丝焊(TwinArc)的熔敷率仅为15 Kg//h.锥体简身纵缝采用两对双丝串列电弧焊,配用的焊接电源型号相应为LAF1250和TAF1250.立柱环缝采用焊接操作机与头尾架翻转机组合的专用焊接装置,头架转盘由交流伺服电机驱动,可精确控制工件旋转速度,以确保焊缝的高质量。
锅炉、压力容器和管道焊接自动化的新发展在我国锅炉、压力容器和管道制造行业中,各大中型企业的焊接机械化和自动化程度相对较高,像哈锅,上锅这样的企业已达到80%以上。
不过,在国际上对焊接机械化和自动化作了重新定义。
焊接机械化是指焊接机头的运动和焊丝的给送由机械完成,焊接过程中焊头相对于接缝中心位置和焊丝离焊缝表面的距离仍须由焊接操作工监视和手工调整。
焊接自动化是指焊接过程自启动至结束全部由焊机的执行自动完成。
无需操作工作任何调整,即焊接过程中焊头的位置的修正和各焊接参数的调整是通过焊机的自适应控制系统实现的。
而自适应控制系统通常由高灵敏传感器,人工智能软件、信息处理器和快速反应的精密执行机构等组成。
按照上述标准来衡量,我国锅炉,压力容器和管道焊接的自动化率是相当低的。
极大多数仅实现了焊接生产的机械化。
因此,为加速本行业焊接生产现代化的进程,增强企业的核心竞争力,应尽快提高焊接自动化的程度。
按照当前中央提出的“以人为本”的理念。
焊接自动化具有更深刻的意义。
它不仅仅是提高了焊接生产率和稳定了焊接质量,而更重要的是使焊工远离了有害的工作环境,减轻或消除了职业病的危害。
以下列举几个在压力容器和管道制造中已得到实际应用现代化自动焊接装备实例。
以说明其基本结构和功能以及在焊接生产中所发挥的作用。
1 厚壁压力容器对接接头的全自动焊接装备德国Babcock-Borsig公司与瑞典ESAB公司合作于1997年开发了一台大型龙门式全自动自适应控制埋弧装备。
专用于、厚壁容器筒体纵缝和环缝的焊接。
自1998年正式投运至今使用状况良好,为了型厚壁容器对接缝的自动埋弧焊开创了成功的先例。
该装备配置了串列电弧双丝埋弧焊焊头,由计算机软件控制的ABW系统(Adaptive Batt Welding)和激光图像传感器。
在焊接过程中激光图像传感器连续测定接头的外形尺寸,测量数据通过计算机由智能软件快速处理,并确定所要求的焊接参数和焊头位置。
也就是说每焊道的尺寸和焊道的排列是由系统的软件以自适应的方式控制的。
系统软件可调整每一填充焊道的4个焊接参数:焊接速度,焊接电流,焊道的排列和各填充层和盖面层的焊道数。
因此,该系统可使实时焊接参数自动适应接头整个长度上横截面和几何尺寸的偏差。
焊接速度是控制不同区域内的熔敷金属量,而焊接电流是控制焊道的高度和熔敷金属量。
焊道的排列是决定每层焊道间的搭接量。
每层的焊道数则取决于每层的坡口宽度。
该设备的主控制器和监视器以PC机为基础。
多年的使用经验表明,该装备不仅大大提高厚壁容器的焊接生产率,而且确保形成无缺陷的厚壁焊缝,同时显著降低了焊工劳动强度,改善了工作环境。