機槭制造文摘—焊接分冊焊接現(xiàn)場德士古氣化爐的焊接技術(shù)張宇徐祥久,王立昆(哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱150046)摘要:根據(jù)德士古氣化爐性能要求與結(jié)構(gòu)特點,分別介紹了德士古氣化爐的殼體縱縫、環(huán)縫和管接頭的焊接,以及殼體內(nèi)壁堆焊。詳細(xì)闡述了各類焊縫所采用的焊接方法、坡口形式、焊接設(shè)備、操作要求,以及所采取的工藝措施,為德士古氣化爐的制造提供了重要的技術(shù)支持。關(guān)鍵詞:德土古氣化爐;焊接;堆焊中圖分類號:TG320.67Welding technology for the manufacturing of Texaco gasifierXu XiangjiuHarbin Boiler Company Limited, Harbin 150046, ChinaAbstract: According to the property requirements and structure features of Texaco gasifier, the longitudinalcircumferential seam, nozzles welding and cladding of shell inner surface were introduced. The weldingprocesses, grooves, equipment and handling requirements were expatiated on of these welds. It provided somemportant technology information for the manufacturing of Texaco gasifierKey words Texaco gasifier; welding; cladding0前言化灰水處理等工序在德士古氣化爐的制造過程中,焊接是非常重要氣化爐是煤化工領(lǐng)域的一種重要設(shè)備,其大型化的制造工藝之一,優(yōu)良的焊接接頭是保證氣化爐安全趨勢明顯。煤氣化技術(shù)的研發(fā)已有200多年的歷史,穩(wěn)定運行的必要條件。因此,焊接技術(shù)在氣化爐的制根據(jù)氣化爐所使用的煤顆粒大小和顆粒在氣化爐的流造中合理應(yīng)用顯得尤為重要。動狀態(tài),氣化爐總體上分為三類,即以魯奇氣化爐為代表的固定床氣化爐、以UGas灰熔聚為代表的流化床氣1德土古氣化爐的結(jié)構(gòu)化爐和德士古氣化爐、殼牌氣化爐為代表的氣流床氣德士古氣化爐整體結(jié)構(gòu)主要包含燃燒室和激冷室化爐-。德土古加壓水煤漿氣化爐技術(shù)是由美國德二部分,其中燃燒室部分包含球形封頭、凸緣法蘭、燃士古公司在加壓氣化的基礎(chǔ)上,開發(fā)成功的第二代煤燒室筒中國煤化工室底部鍛件;激冷室殼氣化技術(shù),是一種以水煤漿為進料、氧氣為氣化劑在加體包含CNMHG、接管法蘭、激冷室筒壓氣流床并氣化的工藝,屬于氣流床濕法加料、液態(tài)排體、變徑段錐體、錐盤、耳座。激冷室內(nèi)壁一般堆焊不渣的加壓氣化技術(shù)。氣化過程包括煤漿制備、煤漿氣銹鋼°;燃燒室采用耐火磚阻熱。進料為氣化劑即氧2015年第3期35焊接現(xiàn)場機械制造文摘—焊接分冊氣及煤粉與水混合物,通過噴嘴噴λ爐體;燃燒迅速且387GrlCⅠ和14 CrI MoR等,鍛件的常用材料為SA-反應(yīng)溫度高,當(dāng)灰熔點溫度高于反應(yīng)溫度時需添加助182F1CI2,SA-336F11CI3和14 CreMoⅣ等,內(nèi)件的溶劑。圖1為德土古氣化爐結(jié)構(gòu)簡圖常用材料為不銹鋼00Crl7Ni14Mo2和鎳基合金In德士古氣化爐的主殼體材料主要為SA-cone625燒嘴法蘭凸緣法蘭燃燒室下短節(jié)內(nèi)錐體上錐體激冷室筒體下錐體下大法蘭球形封頭燃燒室筒體Y形鍛件下短節(jié)圖1德士古氣化爐結(jié)構(gòu)簡圖2德士古氣化爐的焊接量和提高生產(chǎn)效率封頭鋼板拼接常采用如圖3所示的不對稱雙面U2.1縱縫焊接形坡口,焊接時首先釆用埋弧焊在深坡口側(cè)進行焊接,德上古氣化爐殼體一般采用鋼板卷制或壓制成形,因當(dāng)填充焊至深坡口側(cè)厚度一半時,將工件翻轉(zhuǎn),采用碳此筒體卷制后或封頭壓制前需進行縱縫的焊接。主要包弧氣刨、砂輪打磨等方式清根,然后再采用埋弧焊將淺括筒體和變徑段的縱縫焊接、封頭板的拼接焊縫等。坡口側(cè)進行填充和蓋面焊接,之后再將工件翻轉(zhuǎn)繼續(xù)德士古氣化爐筒體縱縫焊接常采用圖2所示的單焊接深坡口側(cè)至圖紙尺寸。此種坡口及焊接順序的優(yōu)面Ⅴ形(圖2a)或U形(圖2b)內(nèi)坡口,這種焊接坡口勢在于,雙面交替焊接,鋼板拼接后不易變形,且焊接的鈍邊厚度一般控制在5~10mm,即可保證筒體卷制接頭應(yīng)力分布均勻時的坡口組對尺寸,又便于后續(xù)焊接操作?？v縫通常采用小車埋弧自動焊的焊接方法,首先將內(nèi)坡口焊滿然后采用磨銼機或碳弧氣刨等方式在筒體外側(cè)對焊縫進行清根,之后再采用埋弧焊對外坡口進行焊接。采用這種坡口形式和焊接方法能最大限度地保證焊接質(zhì)圖3雙U形坡口形式a)單面V形2.2環(huán)縫焊接德士古氣化爐的環(huán)縫焊接主要包括筒體與封頭的環(huán)縫、筒體與筒體的環(huán)縫、筒體與錐體的環(huán)縫以及封頭與凸繳V山中國煤化工焊接常采用“U-y形組合CNMHG中“V”側(cè)在內(nèi),“U”側(cè)(b)單面U形在外。焊接時首先采用焊條電弧焊在筒體內(nèi)將Ⅴ側(cè)焊圖2縱縫焊接坡口形式滿,保證焊接接頭有一定的厚度和強度,然后采用埋弧362015年第3期機槭制造文摘—焊接分冊焊接現(xiàn)場焊方法在筒體外側(cè)直接將U側(cè)坡口填充并蓋面焊接。采用馬鞍形埋弧焊既能保證接管焊接的生產(chǎn)效率,降低工人勞動強度,又能保證焊接接頭質(zhì)量。而對于其它無法采用馬鞍形埋弧焊設(shè)備進行焊接的直管接頭,仍需釆用焊條電弧焊方法進行焊接,但焊接坡口間隙可適當(dāng)調(diào)小,以減少焊縫金屬的填充量,降低制造成本、提高生產(chǎn)效率德士古氣化爐上的斜接管,最典型的結(jié)構(gòu)是與殼體呈45°夾角,雖然管接頭外徑較小,但因氣化爐殼體圖4U-V形坡口形式壁厚大和插入式結(jié)構(gòu),造成這種斜管接頭的焊縫金屬填充量多,焊接操作難度大。焊接時若采用單側(cè)坡口對于環(huán)縫的焊接也可采用雙面U形坡口對稱焊則單坡口角度可達75°,在銳角側(cè)焊接操作困難,焊縫接,此坡口可有效減小焊接應(yīng)力與變形,但對于較厚的質(zhì)量不易控制,且焊接接頭的應(yīng)力分布不均。因此,在筒體環(huán)縫焊接時,由于無法在筒體內(nèi)部采用埋弧焊方焊接德士古氣化爐此類斜接管時,可采用連續(xù)過渡的法,簡體內(nèi)部焊條電弧焊手工操作的工作量大,且筒體¨N”形焊接坡口(圖6),焊條電弧焊雙面進行焊接,可內(nèi)環(huán)境溫度高,空氣不易流通,工人勞動強度高,生產(chǎn)有效減少焊縫金屬填充量,降低焊接操作難度,減小焊效率低。隨著焊接技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展,窄間隙埋弧焊技接接頭的應(yīng)力,提高焊縫質(zhì)量。但采用這種坡口進行術(shù)被廣泛應(yīng)用于德士古氣化爐的縱縫和環(huán)縫焊接中,焊接時,應(yīng)特別注意焊縫清根的質(zhì)量,否則容易產(chǎn)生根可有效減少焊接材料的用量,降低生產(chǎn)成本,改善焊接部焊接缺陷。接頭的質(zhì)量和性能,提高焊接生產(chǎn)效率,但這需要有專用的窄間隙埋弧焊設(shè)備作為保障。目前,國內(nèi)一些重型容器制造廠,在氣化爐環(huán)縫總裝焊接時,采用二臺甚至三臺埋弧焊機同時焊接多條焊縫,可最大程度地提高生產(chǎn)效率,縮短產(chǎn)品制造周期。2.3接管焊接根據(jù)接管位置及尺寸的差異,不同接管可采用不同的坡口形式和方法進行焊接。對于德士古氣化爐接圖6斜接管坡口形式管與殼體的焊接,常用的方法主要為焊條電弧焊和埋2.4殼體內(nèi)壁堆焊弧焊德士古氣化爐工作時內(nèi)壁始終處于高溫、加壓以對于直接管與氣化爐筒體的焊接,當(dāng)管接頭外徑及腐蝕環(huán)境下,為了保證其使用壽命,殼體母材內(nèi)壁需和高度滿足要求時,可采用馬鞍形埋弧焊設(shè)備進行焊堆焊一定厚度不銹鋼或鎳基合金材料。氣化爐需進行接。這些管接頭多為插入式結(jié)構(gòu)(圖5),焊接時在坡堆焊位置主要包括激冷室筒體內(nèi)壁,激冷室錐形封頭口內(nèi)側(cè)預(yù)置墊板,待管接頭焊接完成后,在焊縫背面進內(nèi)壁、激冷室大法蘭內(nèi)壁、變徑段內(nèi)壁、錐盤外壁以及行清根,根據(jù)焊縫成形情況進行適當(dāng)?shù)难a焊與修磨錐盤連接環(huán)端面等。對于德士古氣化爐筒體內(nèi)壁的大面積堆焊,日前主要有二種方式:一種是帶極埋弧堆焊;另一種是帶極接管電渣堆焊。帶極埋弧堆焊熔深大,熔敷金屬稀釋較大殼體帶極電中國煤化工稀釋率低,堆焊層表面平整光CNMHG較多,不易控制無論米用埋弧焊或是甩澄焊方法,筒體內(nèi)壁堆焊時均需采用焊接操作機與滾輪架配合,錐體、封頭等堆圖5直接管坡口形式焊時需采用焊接操作機與變位機配合,保證工件待焊2015年第3期37焊接現(xiàn)場機械制造文摘—焊接分冊表面始終處于水平位置,實現(xiàn)環(huán)向或直道的逐層帶極面層通常分別采用d3.2mm和d4.0mm的焊條進行堆焊。每層堆焊層厚度可控制在3~5mm,一般堆焊焊接二層即可滿足要求。對于筒節(jié)間環(huán)縫位置的補堆焊,可根據(jù)具體情況殼體大面積堆焊操作時,環(huán)縫坡口預(yù)留岀一定的采用焊條電弧焊或半自動熔化極藥芯焊絲氣體保護焊余量,以免影響后續(xù)環(huán)縫焊接。同時,堆焊時避開較大進行焊接。的接管開孔位置,以減少焊接材料的浪費。接管法蘭內(nèi)壁及法蘭端面的堆焊通常釆用熔化3焊后熱處理極藥芯焊絲氣體保護焊和熱絲TG焊等方式進行堆為確保焊接質(zhì)量及接頭的力學(xué)性能,氣化爐殼體焊。對于部分接管、法蘭端面及端面拐角、Y形鍛件側(cè)等主要部件在焊接過程中均需進行預(yù)熱、后熱或消氫壁等位置,由于焊接的位置特殊,焊接操作的空間受等處理。同時,根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點、材料成形方式及裝限,無法采用機械化或自動化的焊接方法和設(shè)備進行焊順序進行零組件及整體熱處理,主要熱處理過程如焊接。因此這些位置的堆焊一般則是采用焊條電弧焊表1所示的方法進行焊接,為了控制熔敷金屬的稀釋率,首層和表1氣化爐主要部件的熱處理序號主要部件的熱處理熱處理方式球形封頭鋼板拼接后整體熱沖壓成型正火結(jié)合熱沖壓+回火殼體縱縫焊后熱處理去應(yīng)力退火234殼體與封頭、殼體殼體與錐體環(huán)縫焊后熱處理去應(yīng)力退火錐體瓦片分瓣拼接后焊后熱處理去應(yīng)力退火殼體內(nèi)壁堆焊后熱處理去應(yīng)力退火6壁厚≥110mm時殼體與管接頭焊至2/3厚度中間熱處理去應(yīng)力退火氣化爐整體熱處理去應(yīng)力退火2015(5):69-1744結(jié)論[3]林麗華.殼牌干粉氣化爐關(guān)鍵設(shè)備的制造[J.石油和化針對德士古氣化爐產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點,介紹了德士工設(shè)備,2009(8):14-15古氣化爐的殼體縱縫、環(huán)縫、接管,以及殼體內(nèi)壁堆焊41李題,張儉,C氣化爐的質(zhì)量控制及評價,化工設(shè)的焊接工藝。詳細(xì)闡述了各類焊縫所采用的焊接方備與管道,2011,48(3):25[5]張茂龍.大型插入式斜接管與筒體焊接工藝及變形控制法、坡口形式、焊接設(shè)備、操作要求,以及采取的工藝措技術(shù)[J].壓力容器,2008(6):28施。保證氣化爐在制造過程中獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量,[61孫敬巖.大型德士古氣化爐焊接工藝研究門,壓力容器為德士古氣化爐的制造提供了必要的技術(shù)支持。2014(7):65-70.[7]王立鵬.內(nèi)壁堆焊式氣化爐制造技術(shù)[J.鍋爐制造,2010參考文獻中國煤化工收稿日CNMHG[1]呂國富.加壓氣化爐關(guān)鍵件制造工藝研究[D].哈爾濱哈爾濱工程大學(xué),2013張宇簡介:1989年出生,本科學(xué)歷,國際焊接工程師;主要從事2]劉太平.大型德士古氣化爐制造工藝[J].壓力容器,鍋爐及壓力容器制造工藝工作;890705@126,com382015年第3期