换热器内凹式列管与管板的焊接.doc

行业资料：_换热器内凹式列管与管板的焊接单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 9 页换热器内凹式列管与管板的焊接随着现代能源工业的发展进步，换热器技术在石油、动能、化工等部门逐渐取得了广泛的进步，而换热器内凹式列管与管板的焊接技术是近些年一个新兴的研究课题，本文就在换热器结构及相关部件的焊接特点的基础上来对其焊接方案、焊接工艺进行简单分析。换热器在化工、原子能、石油等领域具有广泛的应用，根据其用途的不同，其各种类型的结构也具有一定的差别，为了保证其使用质量，在换热器的制造过程中，选择合适的焊接方案及焊接工艺是非常重要的，本文就对换热器内凹式列管与管板的焊接进行分析。换热器内凹式列管与管板焊接的结构分析换热器的列管与管板的内凹式焊接，主要的焊接内容就是将换热器的换热管卧于管板的坡口中1毫米的地方进行焊接，在其焊接要求中，要求要将根部焊透，其中熔深要能够达到管壁厚度的百分之90以上，第二层的焊缝在对第一层的焊缝进行压盖时，一定要保持圆滑，以上的几点焊接要求中，本次研究的难点是要能达到设计所要求的熔深。换热器内凹式列管与管板的焊接性能分析本次研究中的管板的材质是316L不锈钢，具有很好的焊接性能，但是其具有较小的热导率，线胀系数较大，在焊接的过程中，焊接接头的加热到冷却过程中，会产生较大的拉应力，这种拉应力的存在，很容易导致焊接过程中产生热裂纹，而本次研究中的列管选用的是00Cr17Ni14Mo2（GB/T24511：022Cr17Ni12Mo2），这种材质很容易形成具有较强方向性的柱状晶焊缝组织，这种焊缝组织的存在对于杂质的偏析是非常有利的，这样性质的存在有利于晶间液态夹层的存在，尤其是在P、S的含量较高的情况下，低熔点的共晶夹层很容易产生，它们的存在很容易加大焊缝的热裂纹倾向。换热器内凹式列管与管板焊接材料的选择正因为换热器的列管与管板具有以上的焊接特性，为了满足设计要求，在进行焊接材料的选择时，尤其要注意其焊接性能，本次研究中选择的焊接材料需要具有提高焊缝的金属抗裂性的性能，通过对各种焊接材料的性能进行分析，最终选择00Cr19Ni12Mo2（YB/T5092:H03Cr19Ni12Mo2Si)作为本次焊接中的焊丝，与列管与管板的相关焊接性能相比，该种材质的焊丝中的Cr含量有所升高，而Ni的含量有所降低，这种焊接特性能够有效的控制杂质的含量，并且该焊丝中的Mo、Si等元素，这能够使焊缝中形成少量铁素体与奥氏体共同组成的双相组织，对于焊缝中的裂纹的减少具有积极的促进作用，00Cr19Ni12Mo2（H03Cr19Ni12Mo2Si）焊丝的主要组成部分如表1所示。表100Cr19Ni12Mo2（H03Cr19Ni12Mo2Si）的主要化学成分换热器内凹式列管与管板焊接工艺选择本次研究中，各主要焊接部件的规格及坡口形式为：（1）焊丝的材质是00Cr19Ni12Mo2（H03Cr19Ni12Mo2Si），直径为1.6毫米；（2）列管的材质为00Cr17Ni14Mo2（022Cr17Ni12Mo2），管径规格为14毫米2毫米；（3）管板的材质是316L，管桥宽度为6毫米，厚度为35毫米，孔径为14.2毫米。焊接的坡口形式与分布图如图1所示。本次研究中，焊接采用的主要焊接方法是手工钨极氩弧焊，本次焊接中对氩气的纯度具有较高的要求，本次试验中采用的氩气的纯度达到了99.9%，纯度非常的高，焊接过程中的电流极性采用的是直流正接的形式，焊接过程中的电流保持在60到70安培之间，焊接电压保持在14到16伏之间，在焊接的过程中，各层之间的温度要小于60摄氏度，焊接过程中的焊接位置是保持水平固定的。本次研究中的主要焊接工艺参数如表2所示。表2焊接工艺参数在焊接的过程中，要保证良好的焊接质量，需要根据一定的焊接次序来进行焊接，需要在坡口的外部进行引弧，在进行熄弧操作时，也应该将弧坑引到坡口的外部，在进行焊接时，首先要在不加焊丝的情况下进行自熔，自熔结束后要将焊接试件旋转九十度之后再进行盖面焊工作。焊接工作完成之后，要对焊接质量进行检查，首先要根据SPEC焊接标准进行焊接外观的检查，检查焊缝表面有无超标的缺陷；其次需要对焊接部位进行g射线的检查，最后还要按照SPEC标准放大十倍进行宏观的金相检验，如果以上的检验都没有出现缺陷，则说明焊接质量合格。换热器内凹式列管与管板焊接，焊接现场的相关技术要求根据相关的设计要求及焊接工艺要求，对换热器内凹式列管与管板的焊接提出以下要求：（1）在焊接之前必须将管板清理干净，可以使用四氯化碳等进行清理；（2）在进行定位焊时，要在焊缝的三点钟及九点钟处进行点焊，为了保证整体的焊接质量，不能进行随意的点焊，点焊过程中的焊接工艺必须与最终的焊接参数保持一致；（3）在进行第一根管头的焊接时，必须要在坡口外进行引弧；（4）在保证焊接的根部能够焊透的情况下，可以采用较小的电流，从而使焊道较窄，有助于第二遍的焊接；（5）焊接过程中选用的焊接人员，必须具有较强的焊接技术，只有焊接人员熟练掌握了内凹式焊接工艺，才能进行内凹式焊接工作。换水器内凹式列管与管板的焊接时目前比较新型的一种焊接技术，本文就在对其焊接结构、焊接材料、焊接特性进行分析的基础上，提出了一种换水器内凹式列管与管板的焊接方案，经过实践检验证明这种焊接方案是切实可行的，并且具有较高的焊接质量，对于换水器内凹式列管与管板的焊接具有一定的参考作用。第 5 页 共 9 页换热器的维护检修要点为了保证换热器长久正常运行，必须对设备进行维护与检修，以保证换热器连续运转，减少事故的发生。在检查过程中，除了查看换热器的运转记录外，主要是通过目视外观检查来弄清是否有异状，其要点如下：一、温度的变动情况测定和调查换热器各流体出入口温度变动及传热量降低的推移量，以推定污染的情况。二、压力损失情况要查清因管内、外附着的生成物而使流体压力损失增大的推移量。三、内部泄漏换热器的内部泄漏有：管子腐蚀、磨损所引起的减薄和穿孔；因龟裂、腐蚀、振动而使扩管部分松脱；因与挡板接触而引起的磨损、穿孔；浮动头盖的紧固螺栓松开、折断以及这些部分的密封垫片劣化等。由于换热器内部泄漏而使两种流体混合，从安全方面考虑应立即对装置进行拆开检查，因为在一般情况下，可能会发生染色、杂质混入而使产品不符合规格，质量降低，甚至发生装置停车的情况，所以通过对换热器低压流体出口的取样和分析来及早发现其内部泄漏是很重要的。四、外部情况对运转中换热器的外部情况检查是以目视来进行的，其项目有：接头部分的检查：要检查从主体的焊接部分、法兰接头、配管连接部向外泄漏的情况或螺栓是否松开。基础、支脚架的检查：要检查地脚螺栓是否松开，水泥基础是否开裂、脱落，钢支架脚是否异常变形、损伤劣化。保温、保冷装置的检查：要检查保温保冷装置的外部有无损伤情况，特别是覆在外部的防水层以及支脚容易损伤，所以要注意检查。涂料检查：要检查外面涂料的劣化情况。振动检查：检查主体及连接配管有无发生异常振动和异音。如发生异常的情况，则要查明其原因并采取必要的措施。五、测定厚度长期连续运转的换热器，要担心其异常腐蚀，所以按照需要从外部来测定其壳体的厚度并推算腐蚀的推移量。测定时，要使用超声波等非破坏性的厚度测定器。六、操作上的注意事项换热器不能给予剧烈的温度变化，普通的换热器是以运转温度为对象来采取热膨胀措施的，所以急剧的温度变化在局部上会产生热应力，而使扩管部分松开或管子破损等，因此温度升降时特别需要注意。冷却水温度不要超过所需要的度数：在换热器上是使用海水作为冷却水。冷却水出口温度如达50以上，则会促进微生物异常反之、副食生成物的分解附着，并急剧引起管子腐蚀、穿孔、性能降低，所以要注意。要充分注意压力、温度异常上升，要充分了解换热器的设计条件，使用仪表来检查压力、温度有无异常上升。七、拆开检查、维修检查根据换热器的故障、性能降低等有关规定，定期地停止运转并要进行拆开检查，其要点如下：1、拆开时的外观检查为了判明各部分的全面腐蚀、劣化情况，所以拆开后要立即检查污染的程度，水锈的附着情况，并根据需要进行取样分析实验。2、壳体、通道和管板的检查按照一般结构，拆开后的内外侧检查肉眼检查为主。对腐蚀部分，可用深度计或超声波测厚仪进行壁厚测定，判明是否超出允许范围。其次是通道、隔板往往由于使用中水垢堵塞和压力变化等情况而弯曲，或因垫圈装配不良流体从内隔板前端漏出引起腐蚀。另外管板由于扩管时的应力、管子堵塞和压力变化等影响容易弯曲，所以必须进行抗拉等项目的测定。3、传热管的检查管子内侧缺陷，在距管板l00mm范围内(从管板算起)，可用侧径表测定，如超过以上范围要用带放大镜的管内检查器进行肉眼检查。缺陷的大小，可由检查器上的刻度测得，