陳志剛 王進彪 王鋒剛 牛永福
【摘要】詳細(xì)闡述了神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目硫回收裝置130m煙囪鈦鋼復(fù)合板鈦復(fù)層的焊接工藝及質(zhì)量控制要點,有效地保證了鈦復(fù)層的焊接質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】煙囪;鈦-鋼復(fù)合板;焊接;工藝
一、工程概況
本煙囪內(nèi)筒高130m,內(nèi)徑2.5m,每節(jié)鋼內(nèi)筒高2m,由1塊鈦鋼復(fù)合板卷制拼接而成。鈦鋼復(fù)合板鈦層為工業(yè)純鈦板TA2,厚度為1.2mm。鈦復(fù)層接頭采用搭接接頭,形式如圖1。
二、焊接工藝
(一)工藝流程
焊前清理→裝配、定位焊→焊接→焊接檢驗
1.焊前清理
鈦復(fù)層的焊前清理非常重要,焊口清理不潔凈,焊接時很容易產(chǎn)生氣孔等缺陷。焊口清理一般采用酸洗和機械清理相結(jié)合的方式,將焊口兩側(cè)至少40mm范圍內(nèi)的油污及表面氧化層清除干凈。
(1)酸洗法:酸溶液用HNO3、HF、H2O混合配制,一般HNO3占30%~40%、HF占2%~5%。酸洗時間10~20min。鈦貼條、焊絲清洗后用清水沖凈,然后烘干,即可使用。(2)機械清理法:用角磨機打磨待焊表面并隨后用丙酮或乙醇清洗除去焊口兩側(cè)100mm內(nèi)的油污,用細(xì)紗布除去兩側(cè)50mm內(nèi)的氧化層直至露出干凈的金屬為止,再用棉紗蘸丙酮擦洗2-3遍即可。(3)施焊前,對鈦材、焊絲再用潔凈白布蘸丙酮擦洗,焊件清理后要盡快施焊。清理干凈的焊絲和焊件,不應(yīng)用手觸摸,焊前嚴(yán)禁沾污,否則應(yīng)重新清理。為提高焊接質(zhì)量,臨焊前用刮刀刮削坡口端面,用不銹鋼絲刷清理鈦復(fù)層至少40mm。
2.裝配、定位焊
鈦條裝配采用銅錘或鋁錘,采用鐵錘時應(yīng)外包鈦條,避免產(chǎn)生凹坑和鐵污染。工具都應(yīng)用丙酮或酒精清除灰塵、油脂等污物,不得與鋼質(zhì)工具混用。
鈦層與鈦貼條之間的定位焊間距約60mm,焊點長度應(yīng)小于10mm,貼條左右(或上下)兩縫的定位焊點相互錯開,焊點不得氧化。貼條應(yīng)與復(fù)層鈦面貼實,不得有間隙。
3.焊接
(1)考慮到防止鈦過熱、現(xiàn)場工作環(huán)境及鈦材怕污染等特性,選用手工鎢極氬弧焊工藝。通過對焊接工藝研究以及焊工現(xiàn)場試焊,確定焊接工藝參數(shù)如表1。(2)起弧時,提前送氣,高頻引弧。為保證氣體保護效果,一般噴嘴端部與工件的距離在8~14mm之間。鎢極選用鈰鎢極,鎢極尖端直徑約為0.8mm左右,尖端角度為30°。(3)焊接時,將焊絲末端在氬氣保護層內(nèi)往復(fù)斷續(xù)地送入熔池的1/3~1/4處。焊絲移出熔池時不可脫離氣體保護區(qū),送入時不可接觸鎢極,不可直接送入弧柱內(nèi)。
4.焊接檢驗
(1)焊縫外觀質(zhì)量檢驗:不應(yīng)有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、弧坑、咬邊以及深度大于等于0.5mm的劃傷等缺陷;焊縫和熱影響區(qū)表面顏色應(yīng)為銀白色、淺黃色、金黃色,若為藍色、紫色應(yīng)去除返修,若為灰色、黃色粉狀物則清除返修。(2)無損檢測:外觀檢驗合格后進行滲透表面檢測。(3)鐵離子檢查:焊接完后對焊接區(qū)進行鐵離子檢查。檢查液配方:鐵氰化鉀K3!Fe(CN)6"3g,鹽酸20mL,蒸餾水75mL。檢查前,用丙酮擦凈。檢查時,在表面滴上檢查液,檢查液呈橙色(溶液本色)則表明鈦面無污染,呈藍色則說明有污染,需用丙酮重新擦拭,直至呈橙色為止。
三、焊接工藝要點
(1)焊接應(yīng)在基層焊縫檢驗合格后進行。(2)焊前焊絲和焊口區(qū)域表面必須潔凈,臨焊前再用丙酮或酒精仔細(xì)擦洗。(3)合適的焊接電流,既保證充分熔化,又不使鈦板熔化過度致鈦層燒穿或基層鋼熔化。(4)較快的焊接速度,以減少焊接的線能量輸入。(5)焊接角度基本垂直于鈦面;鈦條一旦熔化就加入焊絲,以冷卻熔池,減少線能量的輸入。(6)控制熔池大小,控制焊道寬度。鎢棒應(yīng)磨尖,焊接電弧長度越短越好,使電弧集中,把焊縫熔池控制在最小狀態(tài),做到快速熔化、快速融合,把熔池溫度控制在最低點。(7)適當(dāng)加大保護氬氣的流量,增加衰減時間,以使焊縫金屬及熱影響區(qū)得到充分的保護。(8)焊接時焊縫應(yīng)盡可能長,當(dāng)中途出現(xiàn)停焊重新引弧焊接時,焊縫應(yīng)重疊10mm左右。(9)發(fā)生觸鎢時,應(yīng)立即停止焊接,該部分焊縫應(yīng)鏟除重新焊。(10)焊工和裝配鉗工應(yīng)戴潔凈的白手套,穿潔凈的工作服。
四、結(jié)語
鋼內(nèi)筒鈦復(fù)層的焊接質(zhì)量,關(guān)乎煙囪防腐性能和使用壽命。本工程的鈦-鋼復(fù)合板鈦復(fù)層焊接工藝確定合理,施工控制措施嚴(yán)密,焊接質(zhì)量完全達到了規(guī)范要求,取得了良好的效果,為以后同類工程施工積累了經(jīng)驗。
參考文獻
[1]陸玉明,鄭謙文,呂士波.大型電廠煙囪鈦-鋼復(fù)合板內(nèi)筒的焊接及工藝控制[J].建筑施工,2014(11):1255~1257.