锅炉锅筒焊接工艺设计怎么做

【专家解说】：一． 工业炉的概念：工业用炉 工业炉：分为电炉和燃烧炉（狭义的工业炉指燃烧炉） 二． 锅炉的主要产品 七大类：电阻炉、感应炉、真空炉、电子束炉、热处理（或熔炼）机组、热处理辅助设备、燃烧炉。 三． 电阻炉：三大部件：加热器、炉衬、耐热构件 1． 分为周期式及连续式两大类 2． 周期式炉的特征： A． 炉料同时加入同时取出 B． 加热时炉料基本不动（特殊情况除外：如滚筒炉，辊底炉） C． 工作区内力求温度均匀 3． 周期式电阻炉的分类 A． 箱式炉 B． 台车炉（分为自行式和牵引式），用作退火之用，加热后工件随炉冷却 C． 井式炉 D． 罩式炉（主要用于退火，加热罩可吊移） E． 底升式罩式炉（罩子固定，升降底座，适用于大型炉子） F． 转筒式炉 G． 密封箱式炉（又称为多用炉，可进行渗碳、光洁淬火、碳氮共渗等热处理工艺。采用辐射管加热，辐射管是由耐火陶瓷盘固定的电阻丝装于一个密封耐热钢管中，这样的结构使炉内气氛对加热元件不会有影响） 4． 连续式电阻炉 A． 推送式炉 B． 传送带式炉 C． 网带炉（适用于薄小零件的退火、烧结、钎焊及固溶处理。结构类似传送带式炉） D． 连续式转筒炉 E． 辊底炉（料盘在辊子上运动） F． 转底炉 锅筒对接焊缝边缘偏差应符合下列要求 （1）对于纵缝，焊缝两边钢板中心线应一致。当钢板厚度相同时，c(=e)≤0.1×钣厚，且≤3mm。当钢板厚度不同，且其边缘偏差c>0.1b’，或＞3mm时，必须将厚板两边均匀地削薄，使其一薄板平滑相接，削薄部分的长度d≥4c。 （2）对于环缝，当钢板厚度相同时，c≤0.1×板厚＋1mm，且≤4mm。当钢板厚度不同，且c>0.1b’+1mm或＞4mm时，厚板边缘应削薄，削薄长度d≥4c。 第32条 工作压力≥100kgf／cm2的锅炉，其锅筒或集箱与管子进行角焊连接时，必须在管端或锅筒、集箱上开坡口。 锅筒和集箱的焊缝无咬边。管子焊缝咬边深度不超过0.5mm，总长度（焊缝两侧之和）有超过管子周长的1／4，且不超过40mm。 锅炉是一种将煤炭、木材、甘蔗渣、石油、可燃气体等能源所储藏的化学能以及工业生产中的余热或其它能源，转化为一定温度和压力的水或蒸汽的换热设备。 锅炉设备是由锅炉本体和辅助设备两部分构成 锅炉本体是由“锅”（接受高温烟气的热量并将其传给工质的受热系统）和“炉”（将燃料的化学能转变为热能的燃烧系统）两大部分组合在一起构成的。 ▽“锅”是指承受内部或外部作用压力、构成封闭系统的各种部件，包括锅壳、锅筒（汽包）、下降管、集箱（联箱）、水冷壁、凝渣管、锅炉管束、汽水分离装置、汽温调节装置、排污装置、蒸汽过热器、省煤器等。 ▽“炉”是指构成燃料燃烧场所的各组成部件，包括炉膛（燃烧室）和炉前煤斗、煤闸门、炉排（炉箅）、除渣板、分配送风装置等组成的燃烧设备。 ▲燃料供应系统设备 －保证供应锅炉连续运行所需要的符合质量要求的燃料。 ▲送、引风设备 －给炉子送入燃烧所需要的空气或给磨煤系统输送热空气干燥剂，并从炉膛内引出燃烧产物-烟气，以保证锅炉正常燃烧。 ▲汽、水系统设备 －包括蒸汽、给水、排污等三大系统。 •锅炉辅助设备 ▲除灰渣设备 －将锅炉的燃烧产物-灰渣，连续不断地除去并运送到灰渣场。 ▲烟气净化系统设备 －除去锅炉烟气中夹带的固体微粒-飞灰和二氧化硫、氮氧化物等有害物质，改善大气环境。包括烟气的除尘、脱硫、脱硝设备，▲仪表及自动控制系统设备 －对运行的锅炉进行自动检测、程序控制、自动保护和自动调节。 •主要炉型 层燃炉－燃料在炉排上铺层燃烧的燃烧设备。 •室燃炉－又称悬燃炉，它没有炉排，燃料全部悬浮在炉室空间中燃烧。既可燃用固体燃料，也可燃用液体或气体燃料。煤粉炉、燃油炉、燃气炉、水煤浆锅炉。 •半悬浮炉－指燃料在炉内一部分悬浮在炉膛内燃烧，另一部分在炉排上燃烧的锅炉。抛煤机炉、循环流化床炉 锅筒是锅炉产品中一个非常重要的部件，锅筒的焊接质量历来是各锅炉厂家最为关心的，但以往大家一般主要将注意力集中在锅筒的纵缝、环缝及集中下降管、给水管上，对于Φ133mm及Φ159mm引出管管座的焊接一直没有引起足够重视，但随着用户对管座焊接要求的不断提高，锅筒管座的焊接已成为锅炉行业关注的焦点。 　　 　　以往在220t/h、420t/h锅筒的Φ133×12引出管管座焊接时，选用全焊透的结构型式，焊接采用内孔氩弧焊封底、手工电弧焊盖面，焊后仅进行表面磁粉探伤，然而在采用超声波探伤检查后，连续两台产品的锅筒管座角焊缝一次合格率低得实在确实令人难以接受，也立即引起了大家的高度重视，经过实物解剖的分析，发现锅筒管座焊接缺陷主要分布在内孔氩弧封底焊根部和手工焊焊缝底部，大部分呈整圈分布，缺陷的性质为未焊透、夹渣和气孔。 　　 　　从目前生产情况来看，现有的设备，管座加工精度，焊接坡口的具体尺寸，焊工的操作技能等均不能满足要求，因而焊接质量难以达到超声波探伤合格标准。根据前两台锅筒管座焊接的实际情况分析，我们发现由于管座的壁厚、椭圆度公差及管座的加工精度使得管座的钝边尺寸过大或不均匀，管座装配时，由于没有仔细控制又造成错边量过大，从而造成了管座根部内孔焊未焊透、焊穿，而管座底部的手工焊缺陷，则主要是由于坡口间距过小，造成焊工运条不当以及操作环境恶劣等因素引起。 　　 　　二、管座焊接质量改进 　　 　　1．改变设计坡口型式，完成焊接工艺评定 　　 　　由于1000t/h和2000t/h锅筒上Φ159×20管座的坡口型式全部采用从美国CE公司引进的根部不焊透的J型坡口，难于满足超声波探伤的要求，我们根据220t/h、420t/h锅筒的Φ133×12引出管管座焊接经验，将根部不焊透的J型坡口全部改成全焊透的D型坡口，并重新设计满足要求的坡口型式，重新进行工艺评定，为了保证生产的顺利进行，我们设计了新的内孔氩弧焊工装，包括导电杆、导电嘴、外保护气套、定位芯棒等工装。对焊接坡口也作了新的设计，为了检验重新设计的工装及焊接坡口的合理性，工艺部门在生产车间的配合下先后制备了近百个管座试样，边焊边调整规范参数及坡口型式的具体尺寸，边焊边总结经验，在短时间内完成了试验及工艺评定，满足了生产的正常进行。 　　 　　2．细化提高管座角焊缝一次合格率的措施 　　 　　针对管座角焊缝的一次合格率奇低问题，先后数次组织了工艺、车间、探伤、标准、设计的有关人员进行了会诊，并与车间操作工人一起对缺陷产生的原因进行了分析、探讨，根据缺陷主要集中在根部及整圈的特点，制订了新的工艺方案，并在第三台锅筒管座焊接时采取如下措施： 　　 　　①针对坡口间距过小，在加工坡口时，常有加工不到位的情况，决定将锅筒筒体上的坡口角度由原来的30°改为15°,坡口盆口尺寸加工须满足图纸要求的尺寸。 　　 　　②针对钝边尺寸太大或不均匀的情况，决定从第三台起管座内孔全部内镗，并对管座的加工要求提出更高的要求，管座的壁厚适当放厚以满足内镗的需要。 　　 　　③针对手工焊时焊条运条不畅，难以摆动的情况，决定手工焊第一层焊接时由原来的Φ4.0焊条全部改为Φ3.2焊条。 　　 　　④针对错边过大的情况，采取了装配点焊时使用定位芯棒，对管座纵、环向偏差暂不考核，以满足内孔氩弧焊的需要。 　　 　　⑤焊前向焊工进行交底，焊接过程中，工艺人员到现场进行跟班、指导，以进一步掌握第一手资料，车间将原生产周期从2天改为7～10天，以保证质量。 　　 　　经过连续10天的精心焊接，第3台锅筒管座的一次焊接合格率终于从第1台的3个合格，第2台的9个合格提高到了31个合格，但合格率仍仅41.9%，这无疑极大地打击了焊工的信心，也使很多人产生了管座焊后采用超声波探伤是否能行的疑问。在公司领导的关心和支持下，工艺部门和生产车间协手合作对第3台锅筒管座的缺陷情况进行了分析，并在产品上抽刮了3个管接头进行仔细观察、研究，并让操作焊工一起来观看，使焊工对缺陷的位置、性质有一个直观了解。为此，我们又组织了工艺人员与焊工进行了交流，通过交流，工艺部门充分听取了焊工的意见并进行分析，对焊接工艺又作了如下修改： 　　 　　①将原来一直进大炉进行预热的工艺改为局部预热，以改善焊工的操作条件。 　　 　　②打破常规改变原来的操作工艺，对打底层焊接由原来的运条电弧不能给在中间，改为运条时电弧直接给在中间，并适当增加焊接电流，以保证根部焊透。 　　 　　③根据第3台管座角焊缝缺陷已由原来的整圈变为主要集中在起弧及收弧接头处的特点，要求焊工加强责任心，对接头处要求进行修磨。 　　 　　④生产车间根据实际情况又发出了“关于加强锅筒上内孔氩弧焊管接头质量的几点要求”，对锅筒管座的焊接作出了详细规定，并分发到各有关工段和有关人员。 　　 　　采取了如上措施后，第4台锅筒管座的焊接质量有了很大提高，经超声波探伤检查，一次合格率为73.4%，基本达到了预定的质量指标。在以后的锅筒管座焊接过程中，我们又不断总结经验，使锅筒管座的一次合格率不断提高，现在锅筒管座的一次合格率已基本达到90%以上，截至2002年底统计结果，15台产品中有6台锅筒管座焊接的一次合格率达到100%。 　　 　　三、管座角焊缝自动焊接技术的研究 　　 　　为了保证锅筒、压力容器上管座的焊接质量，并使管座角焊缝的一次合格率稳定地保持在90%以上，减少电焊工操作技能等人为因素引起的质量问题，有必要开发用自动焊进行管座焊接的新型焊机，为此工艺部门开始立项研制管座自动焊机，并与国内某焊接设备专业生产厂家合作开发管座自动焊机。 　　 　　1．管座自动焊焊机的主要技术参数 　　 　　a.管接头外径适用范围:Ф100～Ф300mm 　　b.管接头壁厚适用范围:8～30mm 　　c．管接头高度:150～200mm 　　d．管接头最小净距(轴向、环向):100mm 　　e．最大马鞍形落差量:50mm 　　f．筒节本体及管接头材料:碳钢、低合金钢 　　g．适应的最高预热温度:250℃ 　　 　　2．设备组成 　　 　　设备由马鞍形焊接主机、控制箱、进口送丝机、可摆动鹅颈式空冷焊枪以及进口IGBT逆变式焊接电源组成。适用于细丝埋弧焊、熔化极气保护焊。 　　 　　焊接设备系适用于管座坡口马鞍形落差较大的气保护焊机，焊接设备为适用于管座坡口马鞍形落差较小的埋弧焊机。 　　 　　3．焊接工艺性能试验 　　 　　（1）试验用母材：BHW35Ф1743*145；20GФ133*12、Ф168*15、Ф159*20。 　　 　　（2）焊接材料：H10Mn2Ф1.6mm；SJ101。 　　 　　（3）焊接方法：内孔氩弧焊封底，埋弧自动焊焊妥。 　　 　　（4）试样数量：2付对接，3种规格18只角焊缝。 　　 　　（5）焊后检验：100%磁粉探伤、100%超声波探伤。 　　 　　（6）力学性能试验：2个接头抗拉、4个横向弯曲和6个冲击韧性。 　　 　　（7）宏观金相检验：每个管座角焊缝检查12个宏观剖面。 　　 　　（8）试验结果：磁粉和超声波探伤合格率100%，理化性能的各项指标均符合标准要求。 　　 　　四、结论 　　 　　1．通过改进设计，优化工艺以及操作技能的培训，锅筒管座角焊缝的一次合格率明显提高，产品质量上等级。 　　 　　2．研制、开发了管座角焊缝自动焊机，提高焊接技术水平，填补国内空白。 资料就这些你自己看着写。。。