鋼壓力容器焊接技術發(fā)展趨勢
時間:2022-01-21 09:50:48
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摘要:基于耐熱鋼壓力容器的工作參數(shù)隨著科學技術的創(chuàng)新而不斷優(yōu)化,這對焊接耐熱鋼壓力容器的焊接質(zhì)量也提出了新要求。結合耐熱鋼壓力容器的實際應用要求,焊接技術的實踐應用,則是對焊接工藝參數(shù)、焊接工藝等方面進行優(yōu)化,旨在通過提高焊接工藝參數(shù)與操作流程,保證耐熱鋼壓力容器的綜合質(zhì)量。
關鍵詞:耐熱鋼;壓力容器;焊接技術
耐熱鋼壓力容器在實際應用中,焊接技術工藝的質(zhì)量對耐熱鋼壓力容器的使用安全與可靠性會產(chǎn)生直接的影響?;诖?,結合耐熱鋼壓力容器的特點,對焊接工藝進行優(yōu)化與完善,對提高耐熱鋼壓力容器的制造水平方面有積極作用。考慮耐熱鋼壓力容器使用的壓力承載要求,焊接工藝在實際應用中,對焊接接頭的等強性、焊接抗氧化性、焊接結構優(yōu)化等方面進行優(yōu)化,對進一步人提高耐熱鋼壓力容器的焊接技術應用水平有積極作用[1]。
1耐熱鋼壓力容器的特性分析
耐熱鋼是壓力容器生產(chǎn)中的主要材料之一,在實際應用中,耐熱鋼中加入了合金元素,以此提高其實際應用效果[2]。耐熱鋼在實際應用中,其淬硬性比較高,在耐熱鋼壓力容器中,淬硬性對焊接質(zhì)量會產(chǎn)生直接的干擾。耐熱鋼中加入Cr、Mo等相關元素,在一定程度上提高了耐熱鋼的淬硬性,因而影響耐熱鋼壓力容器的焊接質(zhì)量。耐熱鋼壓力容器在實際生產(chǎn)制造過程中,熱影響區(qū)內(nèi)會出現(xiàn)冷裂紋,影響耐熱鋼壓力容器的焊接質(zhì)量。在耐熱鋼壓力容器的焊接操作過程中,會出現(xiàn)再熱裂紋,加熱處理后,裂紋現(xiàn)象比較明顯,會因為消除應力,而出現(xiàn)裂紋。熱裂紋屬于相對比較常見的問題,采用梨形焊道時,極容易出現(xiàn)低熔點共晶,最終會影響耐熱鋼壓力容器的焊接效果與質(zhì)量?;鼗鸫嘈缘奶匦源嬖?,耐熱鋼在高溫環(huán)境下,會脆變,影響耐熱鋼的后續(xù)使用效果[3]。
2耐熱鋼壓力容器焊接技術分析
2.1手工電弧焊技術
手工電弧焊在實際應用中,采用手動湊走的方式對耐熱鋼壓力容器進行焊接處理,但是,在實際操作中,焊條上面熔化的藥皮會在空氣中出現(xiàn)氧化反應,從而形成氣體、熔渣,可避免空氣對焊接熔池所產(chǎn)生的負面影響。但是,在實際應用中,焊接技術還存在一定的應用缺陷,其生產(chǎn)效率相對比較低,適用于耐熱鋼壓力容器生產(chǎn)制造中的短焊縫處理[4]。
2.2埋弧焊技術
埋弧焊是通過燃燒所產(chǎn)生的高溫進行有效的焊接,在焊劑層下面對耐熱鋼壓力容器生產(chǎn)進行焊接處理,具有一定的機械化程度以及自動化程度。利用機械操作的方式,完成送絲與引燃、焊接方案與收尾等相關操作處理工藝。在耐熱鋼壓力容器焊接處理的過程中,對水平位置、加工物件邊緣、裝配質(zhì)量等方面的要求相對比較高[5]。在實際施工的過程中,可通過焊接操作處理,從而保證焊接質(zhì)量。
2.3氣體保護焊技術
利用電極之間氣體高溫電弧熱作用原來,對焊絲與焊件進行熔化處理,在熔化的過程中,可通過二氧化碳氣體保護以及氬弧焊等方式進行處理,這對提高焊接的綜合控制水平方面有積極作用。焊接技術本身具有熔深大、生產(chǎn)效率高等應用特點。在實際操作的過程中,復雜程度相對比較高,因此,可在耐熱鋼壓力容器生產(chǎn)制造中進行推廣應用。
2.4電渣焊技術
電渣焊是通過電流熔渣的方式,對焊接施工過程進行優(yōu)化。在厚板塊的焊接過程中,可以在電流的作用下對熔渣進行有效熔化,并用于母材、金屬的填充工作,其原子焊接效果比較理想。在預熱、加熱后,可以形成良好的焊接密度,有效的避免氣孔、裂紋等焊接問題。在高溫環(huán)境下進行焊接工作中,極容易出現(xiàn)過熱的情況,所以,在實際操作的過程中,添加特殊材料,對提高耐熱鋼壓力容器的焊接效果方面有積極作用[6]。
3耐熱鋼壓力容器中焊接技術的應用策略
3.1焊接接頭分析
結合耐熱鋼壓力容器的實踐應用,則需要考慮耐熱鋼的特性,對焊接接頭的等強性進行控制,接頭與焊接的母材存在一致的等強性,對保證焊接質(zhì)量方面有積極作用。從穩(wěn)定性的角度進行分析,焊接接頭大多需要多次頻繁的進行熱處理,因此,在實際焊接操作的過程中,可通過焊接接頭的穩(wěn)定控制,保證焊接的綜合質(zhì)量??勾鄶嘈詫附淤|(zhì)量會產(chǎn)生直接的影響,因此,針對焊接參數(shù)進行控制的基礎上,可不提高焊接的價值以及可靠性。
3.2焊材的選擇
在耐熱鋼的焊接處理的過程中,重點是針對焊材的質(zhì)量進行綜合控制,保證耐熱鋼壓力容器焊接的綜合質(zhì)量。結合耐熱鋼壓力容器的焊接處理需求以及耐熱性,可對Cr、Mo等微量元素的含量進行控制,這對實現(xiàn)焊材質(zhì)量控制水平提升方面有積極作用。從回火脆性的角度進行分析,對焊縫金屬的含碳量進行控制,最大程度上保障焊接的綜合質(zhì)量,而且,可以提高焊接的韌性,提高耐熱鋼壓力容器的焊接水平。耐熱鋼壓力容器的焊材選擇與控制,需要對焊材質(zhì)量、焊材適用的焊接工藝等方面進行綜合控制,在對焊接材料進行質(zhì)量檢驗后,可應用于耐熱鋼壓力容器的焊接操作工藝中,給在給定的條件下,對焊接材料進行質(zhì)量檢驗,并結合母材的厚度,對焊接操作方式、焊接操作工藝與焊接接頭、熱處理等方面進行綜合控制,從而提高焊接的工藝水平。
3.3規(guī)范焊接操作流程
耐熱鋼壓力容器的焊接技術操作,則需要從焊接操作、質(zhì)量等角度進行控制??刂坪附又械臏囟?,耐熱鋼壓力容器中的裂紋問題,與焊接溫度變化有直接關系,冷裂紋、熱裂紋、再熱雷文等與溫度變化有直接關系,所以,在預熱、層間溫度控制的過程中,可對韓額吉的溫度值進行控制,降低裂紋的產(chǎn)生概率。焊接后的熱處理控制,在對耐熱鋼壓力容器進行焊接操作的過程中,焊后熱處理過程中,可對殘余應力進行控制,而且,可以通過改變組織的方式,提高整體的力學性能。焊后熱處理可以提高接頭的高溫蠕變強度,在強化焊接組織穩(wěn)定性的過程中,可對焊縫、熱硬區(qū)的硬度進行控制,降低冷裂紋的出現(xiàn)。后熱以及中間熱處理的過程中,Cr-Mo本身具有比較大的冷裂傾向,因此,氫的含量對耐熱鋼壓力容器焊接裂紋會產(chǎn)生直接的影響。為了有效降低氫含量,在焊后,可立刻進行消氫處理。耐熱鋼壓力容器壁厚,而且,材料的剛性比較大,制造周期比較長,因此,為避免裂紋以及保證焊件的穩(wěn)定性,主焊縫在焊后需要進行中間熱處理,中間熱處理的溫度要低于熱處理。后熱溫度在350℃左右,而且,可以通過600℃進行熱處理控制。
3.4縱環(huán)縫的窄間埋弧焊
耐熱鋼壓力容器的縱環(huán)縫焊接難度相對比較大,所以,為保證焊接質(zhì)量,耐熱鋼壓力容器縱環(huán)縫的窄間隙可以采用埋弧焊的方式進行焊接,可以利用交流波形參數(shù),對埋弧焊進行操作與控制。在進行設計的過程中,可對焊道成形、雙絲埋弧焊的工藝參數(shù)等方面進行綜合控制,通過波形控制AC/DC埋弧焊控制,提高埋弧焊的控制水平。影響耐熱鋼壓力容器焊接質(zhì)量的因素相對比較多,在對耐熱鋼壓力容器的抗壓性能進行分析的過程中,可通過埋弧焊的實際操作控制,則可以通過正負半波電流值、脈沖波形斜率等參數(shù)的控制,提高耐熱鋼壓力容器的焊接控制水平。在對熱裂紋、冷裂紋等方面進行綜合控制的過程中,可對間隙的焊接過程進行優(yōu)化,這對提高焊接控制水平有積極作用。在利用埋弧焊的過程中,可根據(jù)NB/T47014《承壓設備焊接工藝評定》以及相關的產(chǎn)品制造工藝,在焊接前,坡口表面以及兩側50mm范圍內(nèi),對焊接表面的雜質(zhì)進行清理。在進行預熱處理中,預熱溫度控制在200℃,預熱范圍是焊接坡口兩邊150mm。在進行定位焊、正式焊的過程中,層間溫度控制在250℃左右,并在焊接后,進行350℃的消氫處理,處理時間為2h。通過埋弧焊處理與控制,可通過焊接熱輸入的方式,進行多道焊接以及窄道韓額吉,這對進一步提高耐熱鋼壓力容器的焊接質(zhì)量方面有積極作用。在進行焊接處理后,進行100%的RT檢測,并進行焊后熱處理,最大焊后熱處理為690溫都×20h,最小熱處理為690×4h。從力學性能的角度進行分析,在進行焊后熱處理后,可進行力學試驗以及沖擊試驗,在對試驗數(shù)據(jù)進行分析與處理的基礎上,可對焊縫區(qū)、熱影響區(qū)等方面進行綜合控制,這對進一步提高焊接處理效果方面有積極作用。
3.5重視質(zhì)量驗收
耐熱鋼壓力容器在完成焊接作業(yè)后,重視質(zhì)量驗收工作,對焊接工序以及耐熱鋼壓力容器的功能進行檢驗,保證耐熱鋼壓力容器的功能符合使用要求,而且,在實際驗收的過程中,要進行焊接工作的監(jiān)督與質(zhì)量控制,提高耐熱鋼壓力容器的焊接質(zhì)量。質(zhì)量驗收過程中,焊接接頭的結構形式,對耐熱鋼壓力容器的無損檢測會產(chǎn)生直接的影響。所以,耐熱鋼壓力容器的焊接接頭,可以采用底片放置的方式,對接頭位置進行照射。對角接頭則可以通過無損檢測的方式進行處理,在對耐熱鋼壓力容器的焊接缺陷進行檢驗與分析的基礎上,可提高耐熱鋼壓力容器的焊接水平。焊接質(zhì)量控制以焊接工藝、焊接質(zhì)量控制等為中心,在對焊接裂紋、氣泡等進行質(zhì)量控制的基礎上,可實現(xiàn)焊接質(zhì)量的進一步提升。提高耐熱鋼壓力容器的焊接自動化檢測水平,在對壓力容器的結構、焊接過程、焊接工藝應用等方面進行優(yōu)化的基礎上,可提高耐熱鋼壓力容器的焊接檢測水平。
4耐熱鋼壓力容器焊接技術的發(fā)展趨勢
4.1雙TIG焊技術以及雙脈沖MIG焊技術
雙TIG焊技術以及雙脈沖MIG焊技術在實際應用中,可以通過TIG焊槍進行電流連接的改進,焊槍的電流可以互相傳輸,在對耐熱鋼壓力容器的焊接過程進行優(yōu)化后,通過雙脈沖MIG焊接技術的實踐應用,對脈沖峰值、脈沖時間等方面進行綜合控制,通過脈沖切換與控制,可實現(xiàn)焊縫的平整細化,避免耐熱鋼壓力容器焊接過程中出現(xiàn)氣孔以及裂紋,保證耐熱鋼壓力容器的整體焊接質(zhì)量。
4.2激光-電弧復合熱源焊接技術
激光-電弧復合熱源焊接技術是利用氬氣,通過大功率激光的照射,對電弧熔池的小孔中的金屬蒸汽進行控制,并通過氣體保護的方式,提高焊接控制水平。MIG焊接技術在實際應用中,可以通過保護器的應用,利用純氬氣對電弧的穩(wěn)定性、剛性進行保護,可對電弧進行控制,提高激光-電弧復合熱源焊接技術在耐熱鋼壓力容器焊接中的應用效果。
5結論
研究與分析焊接技術在耐熱鋼壓力容器制造中的應用,則針對焊接技術的合理性、可靠性、安全性等方面進行綜合評估,從而保證耐熱鋼壓力容器的制造生產(chǎn)水平。對焊接接頭控制、焊材選擇、焊接處理等方面進行綜合控制,并對耐熱鋼壓力容器焊接的核心影響因素進行嚴格控制,重點提升并規(guī)范化處理焊接過程,通過焊接參數(shù)處理與焊接流程控制,提高耐熱鋼壓力容器的生產(chǎn)制造水平。
參考文獻
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作者:鄭波 單位:撫州市特種設備監(jiān)督檢驗中心