鋁合金精餾塔的現(xiàn)場(chǎng)焊接技術(shù)

作者：浙江創(chuàng)興化工設(shè)備有限公司來(lái)源：http://sh-local.cn 更新時(shí)間：2022-8-22 15:49:08 點(diǎn)擊次數(shù)：

　一、概述

　首鋼制氧廠購(gòu)入的3萬(wàn)m。的制氧機(jī)組全套設(shè)備總重量約2200t，80多萬(wàn)件。僅鋁合金管道就有11種之多，其空分裝置冷箱內(nèi)的鋁合金管道材質(zhì)等級(jí)為K級(jí)，設(shè)計(jì)溫度為-195～150℃，管道從φ25mm到φ100mm共98條管線，長(zhǎng)度累計(jì)3470多m，僅管道接頭多達(dá)：3200多個(gè)。

　1.物理性能

　鋁及其合金的導(dǎo)熱性強(qiáng)而熱容量大，線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生較大的焊接變形和內(nèi)應(yīng)力。另外，鋁及其合金由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，并無(wú)顏色的變化，因此不易確定焊縫的坡口是否熔化，給在焊接操作上掌握和控制溫度帶來(lái)了很大困難。同時(shí)高溫時(shí)鋁及其合金的強(qiáng)度小，常可破壞焊縫金屬的成形，易造成焊縫金屬塌落和燒穿。

　2.化學(xué)性質(zhì)

　鋁及鋁合金表面，極易形成致密難熔的三氧化二鋁氧化膜，這層氧化膜不僅會(huì)阻礙著基本金屬的熔合，而且易造成焊縫金屬的夾雜，引起焊縫性能的下降。另外，氧化膜還會(huì)吸附大量水分而促使焊縫產(chǎn)生氣孔。

　由此不難看出此次安裝施工難度大，焊接質(zhì)量要求高，所以我們要求所有參加的焊工必須進(jìn)行崗前培訓(xùn)，經(jīng)考試合格，德國(guó)專家認(rèn)可，方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接操作。雖然已經(jīng)預(yù)先完成了各項(xiàng)相關(guān)的工藝評(píng)定，但是現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際組焊工作要比試樣什的工藝評(píng)定更復(fù)雜、更艱難。

　二、精餾空氣塔的現(xiàn)場(chǎng)焊接技術(shù)

　制氧機(jī)組的心臟設(shè)備空分裝置冷箱，按其功能劃分為主熱交換器、精餾空氣塔和稀有氣體三部分箱體。精鎦空氣塔塔體均為鋁鎂合金制造，分為壓力塔(下塔)和低壓塔(上塔)，塔段之問(wèn)的環(huán)縫需要現(xiàn)場(chǎng)拼裝后焊接。為確保焊接質(zhì)量，施焊前進(jìn)行了焊接性分析和各項(xiàng)相關(guān)的焊接工藝評(píng)定工作，制定了相應(yīng)的焊接參數(shù)。

　1.焊接參數(shù)的選擇

　根據(jù)焊接工藝試驗(yàn)的結(jié)果，我們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)的工藝參數(shù)選擇范圍匯總(見下表)。

　在實(shí)際焊接時(shí)，我們將使用的鈰鎢極磨成圓珠形基本上滿足了要求，使用純度＞99.99％的氬氣作為焊接時(shí)的保護(hù)氣，并根據(jù)焊件厚度和實(shí)際焊接時(shí)的具體情況來(lái)確定焊接電流的大小，通過(guò)試焊操作進(jìn)行試板模擬，并觀察電弧情況來(lái)判斷電流是否合適(如圖1所示)。

　焊接電流正常時(shí)鎢極端部呈熔融狀的半球形(見圖1a)，此時(shí)電弧最穩(wěn)定，焊縫成形良好；焊接電流過(guò)小，鎢極端部電弧單邊(見圖1b)，此時(shí)電弧易飄動(dòng)；焊接電流過(guò)大時(shí)，易使鎢極端部發(fā)熱(見圖1c)，鎢極的熔化部分易脫落到焊接熔池中形成夾鎢等缺陷，并且電弧不穩(wěn)定，焊接質(zhì)量差。只有調(diào)整好工藝參數(shù)，確認(rèn)無(wú)表面缺陷后，才能夠進(jìn)行正式的焊接操作。

　2.精餾塔焊縫位置及形式

　由于制氧設(shè)備屬于大型超限設(shè)備，需要分節(jié)運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝和組焊。其中精餾塔低壓塔(上塔)高18.68m，內(nèi)徑3.85m，壁厚8mm，與壓力塔(下塔)接口端部以20mm，的加固形成過(guò)渡；壓力塔(下塔)高7.9m，內(nèi)徑3.85m，壁厚14mm，其接口呈梯度差形式的接頭，拼接接頭需在冷箱內(nèi)進(jìn)行，焊縫標(biāo)高21.84m，成形焊縫長(zhǎng)12.23m，焊縫總量為61.15m，對(duì)于精餾塔塔段之間的環(huán)縫我們按照要求采用交流氬弧焊雙人雙面對(duì)稱焊技術(shù)，拼接焊縫的位置及形式

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