电气接地装置铜包钢接头熔接质量的控制.pdf

经验交流
机电工程技术2014年第43卷第02期
DOI:10.3969/j.isn,1009-9492.2014.02.026
电气接地裝置铜包钢接头熔接质量的控制
黄仰凯,吴小荣
(中国石油化工股份有限公司广州分公司,广东广州510726
摘要:介绍电气接地装置铜包钢材料接头热焊熔接中出现的残缺、内部密集蜂窝状气孔、未熔合和漏浆等质量缺陷,对其形成
原因进行试验分析,提出控制措施,指导工程施工,取得一定的效果。
关键词:电气接地;铜包钢;热焊熔接;缺陷;控制
中图分类号:TC442
文献标识码:A文章编号:1009-9492(2014)02-0092-03
Thermal Weld Quality Control of Copper Clad Steel Connectors in
Electric Grounding Device
HUANG Yang-kai, WU Xiao-rong
(SINOPEC Guangzhou Company, Guangzhou 510726, China)
Abstract: Introduced the honey comb porosity, the lack of fusion, the slurry leak and some quality defects occurred in the thermal weld
measures are suggested to meet the construction quality requirements of acceptance specificatin " s of the connector u ality defects. Some
Key words: electric grounding; copper clad steel; thermal weld; fault quality control
笔者公司改扩建项目中,防備、防静电和电
表1EC-S120(27x7)铜包钢材料热焊熔接接头的
气保护接地装置的接地体和接地线均采用铜包钢
部分物理化学性能
材料,接头连接方法是采用热焊熔接。在施工前
期,出现接头熔焊质量不稳定,存在残缺、内部
项日
性能
蜂窝状气孔、未熔合、漏浆等质量缺陷。据统
腐蚀率mg/(hg)1
0.2
计,圆柱形接地极与扁型接地线的T字型嫆焊接
抗拉强度o/MPa
头中,约70%要返工处理,扁钢与扁钢的T字型
直流电阻值
写铜材料基本相同
接头熔焊中,约60%要返T,既浪费材料,又延
误工期。
注:浸泡10%硝酸溶液90h后,标准应<5mg(h?g)
20℃C时,湿度为70%
1铜包钢的性质
铜包钢材料采用特殊制造工艺,在低碳钢材
在华南地区多雨潮湿环境,特别是在炼化企
的外表面均匀包上ー一层铜材,铜与铁之间形成无业这种金属材料腐蚀比较严重的环境,采用铜包
气隙、紧密接触的整体。由于25℃铜导体电阻率钢材料作为接地装置的接地极和接地母线是非常
为1.7x10-892·m,铁导电阻率为10x10-8·m,合适的
基于导体的集肤效应,铜包钢材料作为接地导2热焊嵱接工艺
体,其导电性能比普通低碳钢好。其特点是抗腐2.1工艺原理
蚀能力强、接头抗拉强度高和电阻率小。接头的
热焊熔接是一种金属连接方法,通过金属铝
部分物理化学性能如表1所示
粉与氧化亚铜的化学置换反应(放热反应)产生
收稿日期:2013-08-09
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黄仰凯等:电气接地業置包接头熔接质量的控制
经验交流
高温液态铜和氧化铝残渣,利用反应所产生的热气孔,中间部位也熔接不好,有缝隙,出现松
能来熔化原材料表面的外包铜皮,实现铜分子之脱现象。
间的连接,无需外加能源或动力。焊接的反应方
蜂窝状气孔是由于化学反应时产生的气体积
程式:
聚形成。使用喷灯烘烤模具和连接材料的端部,
3Cu:O+2Al=6Cu+Al2O3+热量
清除附着在其表面的水分、油污等杂物后,用相
热熔焊接所需的主要材料是焊粉,使用的工同规格、刚出厂的药粉,再做试验,重新做接
具有模具、模夹、点火枪、专用毛刷、专用钢头,然后剖开检査,发现内部气孔数量有逐步减
刷、专用除渣铲、锉刀和喷灯等。模具由几部分少的趋势。认为反应产生的气体是连接材料的湿
组成,包括模穴、注入孔、模腔等。不同形状的度、表面的油污所造成。
连接有不同构造的模具,如直通型、T字型、十3.2漏浆
字型等等。化学反应在模穴内进行,经过注入
热剂焊使用的反应模具,是采用耐高温和半
孔,流入模腔,凝固成型。
永久性的石墨加工制造而成。这种模具能够承受
2.2热焊熔接接头的工艺要求
金属熔化时的超高温,但是承受不了碰击和敲
根据《电气装置安装工程接地装置施工及验撬。模具的内棱角有一定的脆性,使用的次数多
收规范》CB50169-2006中关于热焊熔接的工艺要了,或者使用的方法不当,模腔内棱角就会崩
求,热焊熔接接头必须符合下列规定:
落,如图3所示的T字型模具,施工时就容易出现
(1)被连接的导体必须完全包在接头里;
漏浆,典型的连接头如图4所示。另外材料的规
(2)要保证连接部位的金属完全熔化,连接格尺寸不符合产品的标称尺寸,也会造成模具安
牢固;
装后密封不严。
(3)接头的表面应平滑;
(4)接头应无贯穿性的气孔。
只要施工符合工艺要求,观感质量符合上述
规定,可确定该接头为合格产品。
3质量缺陷原因分析
3.1蜂窝状气孔
施工初期,焊接接头成形比较差,为了了
解熔焊接头内部的情况,随机抽取一个接头,
从接头的中间剖开,剖开位置如图1所示,剖开
后切面如图2所示,接头内有密集分布的蜂窝状图3已磨损的T型模具图4圆棒接地极与扁钢
T型接头出现漏浆
3.3残缺和未熔合
调查发现在施工初期,施工人员不会辨别药
粉的规格,错乱使用各种规格的药粉,将直通型
接头的药粉用来制作T字型接头,当感到药粉量
不能填满模穴时,粗略地増加一些,结果,药粉
的量不足,反应产生的热量也不足,接头成形之
后,敲掉上部熔渣,就出现残缺和未熔合,如图
5和图6所示。
4影响热焊熔接效果的主要因素
图1圆棒接地极与扁钢图2圆棒接地极与扁钢
影响热焊熔接的主要因素大致有以下几个方
T型接头剖开位置
T型接头剖面
面: