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66·焊接质量控制与管理
焊接技术第35卷第4期2006年8月
文章编号:1002-025X(2006)04-0066-02
复合钢板减压塔焊接技术要求
宋亚伟,李全成,高建国2
(1.中国石油天然气第一建设公司,河南洛阳471023;2.中国石油大港石化分公司工程管理部,天津300280
摘要:复合钢板焊接技术是保证减压塔质量的关键工序,介绍了复合钢板减压塔焊接的施工技术要求及复层和脱层的修补措施
关辖词:减压塔;复合钢板;焊接技术要求
中图分类号:TG457.11文献标识码:B
随着生产不断地向广度和深度发展,复合钢板以其价格焊接热輸人过大时热影响区的晶粒过于粗大,从而降低冲击
及抗腐蚀等优势,在石油、化工、军工等各方面的应用日益韧性;不锈钢一般情况下比较容易焊接,但由于其线膨胀系
广泛,越来越受到各行业的青睐。不锈钢复合板是一种高效数大而热导率小,其焊接接头内有较大的残余应力。男外,在
节能复合材料,以碳钢为基体、单面或双面整体包覆2~20mm不锈钢熔焊时,熔合线附近由于过热,大部分碳化物被溶解
不锈钢,它能够充分发挥2种金属材料的优势,既具有不锈钢当第二次加热到500~800℃时,主要沿晶界析出铬的碳化物,
的耐腐蚀性、耐磨性、抗磁性和装饰性,又具有碳钢良好的由此而引起晶间腐蚀。还有就是焊接接头容易产生裂纹。因
焊接性、成形性、拉延性和导热性。
此不锈钢复合板焊接时主要解决的问题是不锈钢的焊接及不
2004年大港石化公司500万t/a原油加工配套改造工程中,锈钢与碳钢过渡层的焊接,即解决不锈钢的晶间腐蚀问题和
常减压装置的减压塔采用复合钢板制造,总高度49m,设备热裂问题。
总质量418t,直径8200mm。减压塔为填料塔,内设7层填
料,塔体材质为316L+20R,安装于14.95m高的框架基础上。2焊接工艺的制定
复合钢板减压塔工程概况见表1。减压塔示意图如图1所示。
2.1坡口形式确定
表1复合钢板压塔工程概况
考虑到板材比较厚,采用双面V形坡口,如图2所示。如
项目
直径/mm
材质
规格/mm
高度/mm
果板材厚度小于10mm,可采用单面坡口。坡口开在复层的优
底部球形封头4200
316L+20R
3+18
2400
球心过渡段
8200
316L+20R
3+26
点是能减少复层焊缝的多次受热,避免熔合线附近产生晶间
简体
8200
316L+20R
1800
腐蚀,而且在制作中即使焊缝质量出现问题,返修也比较容
锥形过渡段18200x7400316L+20R
3+26
00易;缺点是不锈钢的焊接量比较大,容易引起焊接变形。
筒体2
7400
316+20R
370
坡口开在基层的优点是不锈钢的焊接量比较小,变形较
上球形过渡段
316L+20R
3+26
筒体3
5200
316L+20R
10100
小;缺点是在焊接过程中复层的不锈钢重复受热,容易引起
「球形封头520316+0R3+25
2621
晶腐蚀,而且当焊缝出现质量问题需要返修时,确定返修
工艺比较复杂,返修比较困难。通过多方案试验比较,确定
如
坡口在复层比较合理。
60±5°
图1减压塔示肃图
不锈钢复合板的焊接性分析
不锈钢复合板焊接时,要考虑到基层碳钢与不锈钢的物
理性能的差异,其中不锈钢的线膨胀系数比碳钢大50%左右
但不锈钢的热导率仅为碳钢的13左右。还要考虑到碳钢与不
图2复合钢板坡口示意图
锈钢的焊接性。碳钢是所有钢材中焊接性是最好的,只是在2.2焊接材料选择
复合板焊接,基层和复层采用焊接单一材料时的焊材。
收稿日期:2005-09-06
过渡层焊接选用焊材一般要由工艺试验来决定。焊材选用情
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Welding Technology Vol35 No4 Aug. 2006
焊接质量控制与管理?6
况见表2。
表2焊材选用情况
复层和脱层的修补
序号母材钢号
焊条选用
焊丝直稅/mm
在制造过程中,要采取措施防止损伤复层。不论哪道工
1TP316
A022
3.2
序,如果发现有复层损伤及脱落现象,均要作好记号,以便
300crl7ni4 Mo2/20R
A042
在组焊时进行修补。
4Tr31?+2R复合基层47+过层A+复层0232
(1)复层表面缺陷修补
2.3焊接要求
复层划伤深度小于0.2mm时,可不修磨;深度在0.2-0.5
从基层开始施焊,焊第1层时,要特别注意不能烧穿,不mm时要进行修磨,以使其周边圆滑过渡;深度大于0.5m要
能将碳钢基层金属沉积在复层上。为了減少焊接变形,可先进行补焊,补焊后要比复层高出0.5~1mm,然后用砂轮磨平
焊一部分基层,然后焊复层,待复层一·侧焊完后,再焊完全修光,修补后要进行超声波探伤和表面着色检查。
部基层。焊完后特别要注意进行探伤检査
(2)复层脱层修社
复层一侧,先进行碳弧气刨清根,彻底清除过渡层熔渣
用碳弧气刨刨去复层,把基层铲掉1.5~2mm,经打磨后,
及其表面附着层,并用砂轮进行修磨。过渡层及复层施焊,用A042焊条堆焊过渡层,然后再用A022焊条堆焊复层,修补
均采用3.2mm焊条和小参数,焊接道间温度应控制在100℃处比复层要高出0.5~1mm,然后用砂轮磨平修光,修补后要
以内。施焊时禁止在复层上引弧
进行超声波探伤和表面着色检査。剪板边沿小面积脱层焊接
2.4焊缝的返修要求
清根时即可去掉,不必修补。
(1)焊缝缺陷返修前要对返修处周围预热,预热温度
100~150℃(基层预热,复层测温
防止复层损伤的几项措施
2)用碳弧气创刨出缺陷,创深大于7mm时,修补时可
(1)在制造过程中每张复合钢板需来回翻动十几次,翻
用多道焊,不需用摆动焊,并要边焊边锤击以消除应力
板时稍不注意,就会损坏复合层。为此,将所有吊卡具都粘
(3)裂纹缺陷的修补在基层焊后应立即加热至250~300℃贴上胶皮
并保温1-2h,然后才能进行过渡层和复层焊接。修补后进行
(2)较小的复合钢板,则采用单绳吊卡垫胶皮的办法,
保温缓冷,避免出现新的裂纹。
使复合钢板不用吊起,直接在地面上用吊钩将板侧立,沿板
(4)塔体的环焊鏠焊接时必须采取对称均布焊接,即采反转方向移动吊钩放绳,使钢板靠在垫有胶皮的钢绳上翻转。
用偶数个焊工(6,8,10名),采用分段、同向的焊接方法。
(3)不得用金属物支垫钢板,可用木板、草袋等作支垫
2.5焊接不锈钢复层时的注意事项
(4)不得用铁块、大锤等硬物锤击复层,组装定位时不
(1)焊接前应在坡口两侧各100mm范围内,涂刷“防溅需敲打复层。操作时不准穿带铁钉、铁掌的鞋在复层上踩踏
浄”或绑石棉板等以防止飞溅物粘污焊件表面。
(5)冲压复合钢板复层一侧应朝上,加热时钢板不得重
2)焊接工艺