浅谈柬埔寨糖厂蒸发罐现场制作工艺的焊接质量控制.pdf

工程项目管理l 百丽丁瓦面磊爿 浅谈柬埔寨糖厂蒸发罐现场制作工艺的焊接质量控制 W e l d i n g Q u a l i t y C o n t r o l i n t h e P r o d u c t i o n P r o c e s s o fC a m b o d i a S u g a r E v a p o r a t i o n T a n k F i e l d 陈锡海，曾玉桃，李代森 ( 中国机械工业第一建设有限公司，四川德阳6 1 8 0 0 0 ) C H E NX i - h a i ，Z E N G Y u - t a o ，L ID a i - s e n ( T h e F i r s t C o n s t r u c t i o n o f C h i n a M e c h a n i c a l I n d u s t r y C o L t d ，T w o D i v i s i o nD e y a n 9 6 1 8 0 0 0 ，C h i n a ) 【摘要】结合束埔寨糖厂实际，探讨4 0 0 0 d 蒸发罐在制作中各工序存在的焊接质量问题，从多方面分析，提出了大型压力容器 现场焊接质量的控制。 【A b s t r a c t 】I n t h i s p a p e r ，c o m b i n e d w i t h t h e a c t u a l K a m p u c h e a s u g a r f a c t o r y ，d i s c u s s i o n o n t h e w e l d i n g q u a l i t y p r o b l e m s i n t h e p r o d u c t i o np r o c e s so f 4 0 0 0r f fe v a p o r a t i o nt a n k ；b a s e do nt h ea n a l y s i so f v a r i o u sa s p e c t s ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h ec o n t r o l m e t h o d o f w e l d i n g q u a l i t y o f l a r g e p r e s s u r e v e s s e l 【关键词】柬埔寨；蒸发罐；C O 。焊接；质量控制 【K e yw o r d s 】C a m b o d i a ；e v a p o r a t i o n t a n k ；C 0 2 w e l d i n g ；q u a l i t y c o n t r o l 【中图分类号】T u 2 7 7 + 1【文献标志码I A【文章编号1 1 0 0 7 - 9 4 6 7 ( 2 0 1 7 ) 增 1背景 蒸发罐是糖厂应用最广泛的热交换装置，由捕汁器、 汁汽室、加热体、底盖及其它附属元件构成。蒸发面积大， 结构紧固，热交换效率高。用材广泛、清洗方便，换热管与 管板采用胀接方式，便于维修。随着制糖行业的不断发展， 蒸发罐也向着大型化的发展( 柬埔寨糖厂最大蒸发罐为4 0 0 0 m 蒸发罐，简体直径7 0 0 0 m m ，总高度为1 70 9 0 m m ) ，基 本采取现场制作的方式。柬埔寨的季节明显，全年分为雨 季和旱季，它的年平均气温在2 5 C 左右。雨季通常情况下 是每年的6 月到1 0 月这段时间，在这段时间内，要数l O 月的降雨量最高。而每年的1 1 月到第二年的5 月就是旱 季。蒸发罐的制作主要在4 5 月份。 24 0 0 0 r n 蒸发罐设计参数 罐体材质主要为Q 2 4 5 R ，换热管材质为$ 3 0 4 0 8 0 6 C r l 9 N i l 0 。内径d ：7 0 0 0 m m 、壁厚6 ：2 0 n u n 。设计压力P ：加 【作者简介l 陈锡海( 1 9 8 1 ) ，男，四J l I 省德阳人，工程师，从事工程管理 研究。 热体0 3 一0 1 M P a 、汁气室o 2 2 一0 1 M P a 。设计温度：加 热体1 4 4 。C 、汁气室1 3 6 C 。工作介质：加热体：饱和蒸汽、 汁气室：糖汁和汁汽。焊接接头系数：筒体管板0 8 5 1 0 。 管子与管板连接：胀接。传热面积：4 0 0 0 m 。 3焊接质量控制 焊接质量直接影响蒸发罐的质量和安全性能，如何控 制好焊接过程中的每一个环节取决于正确编制焊接工艺 ( 按N B T 4 7 0 1 5 - - 2 0 1 1 钢制压力容器焊接规程) 编制，严 格按工艺要求操作，认真进行无损检测，加强中间过程监 测。焊缝表面应圆滑过渡。成形美观，不允许有裂纹、夹渣、 焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、飞溅物等缺陷。各种缺陷不允许超 过规定的允许值。现场每种焊接工艺的第一条焊缝应及时 进行无损检测，发现1 司题应及时进行焊接工艺的改正，对 在检测中发现的缺陷应分析其原因，做好返修方案，同一 部位返修次数不易超过两次。 3 1C 0 2 气体保护焊质量控制 蒸发罐简体采用的焊接方法是C O ：气体保护焊，由于 其能量密度较高，适合全位置焊接，且焊接变小，焊缝不易 1 1 3 万方数据 工程建设与设计 c o 矗赢蕊面磊丽而r 丹n 烧穿。C O ：气体保护焊对蒸发罐焊接能很好的控制变形，焊 丝选用1 2 m m ，C H T 7 1 1 药芯焊丝；保护气体为C O ：，纯度 为9 9 9 7 。 焊前准备焊接设备应接线正确、调试好，正式焊接前 应先进行试焊，将焊接电压、焊接电流调至合适范围。复查 焊接构件接头质量和焊缝区的处理情况，施焊区应清除 水、锈、油污等杂物，当不符合要求时，应经修整合格后方 可施焊。如果破口采用火焰切割过，则需用砂磨机打磨，直 至露出金属光泽。 焊前预热是为了预防低合金高强钢焊接产生氢致裂 纹的有效措施，可以控制焊接冷却速度，减少或避免热影 响区中淬硬马氏体的产生，降低热影响去的硬度，同时也能 有效的降低焊接应力。本工程采用氧气、乙炔火焰预热，预 热范围为破口及破口两侧1 5 倍板厚，且l O O m m 。测温 点应距焊缝各方向上不小于焊件的最大厚度值。柬埔寨旱 季的温度和湿度对蒸发罐焊接温度的保持比较好，根据母 材性能和以往在本地区的施工经验，对Q 2 4 5 R 钢材，板厚 2 0 m m 的钢材预热温度为8 0 l o o 之间。 焊后处理是为了消氢，降低焊缝中的氢含量，减少氢 对焊缝裂纹的影响。根据柬埔寨旱季气候特点( 柬埔寨旱 季阳光照射时1 司长温度高，简体温度基本保持在4 0 5 0 * C 之间) ，和以往在本地区的施工经验，对Q 2 4 5 R 不采取后热 处理，采取焊后缓冷措施。 焊接应力与变形控制是一个综合控制过程，与整个蒸 发罐安装顺序、测量控制、焊接工艺措施都密切相关。本工 程焊接变形控制的关键是环焊缝焊后收缩引起整个环向内 收缩，使平面尺寸超过设计值，以及接头焊接收缩引起竖 直方向的简体变形。本工程简体直径较大，所以每个环焊 缝安排4 6 名焊工围绕接头同时施焊，每个人的焊接参 数基本保持一致。每道焊缝收头需熔至上一道焊缝端部约 5 0 m m 处，即错开5 0 m m ，不使焊道的接头集中在一处。蒸发 罐筒林焊接顺序如图l 所示。 焊工号么夕9 T 。毒、工己 崩r j j 口 一肚+ 一一书一 ，I 、港 诨工耷i 二：墨：多步7 焊工l 图1 简体焊接顺序 1 1 4 3 。2 简体纵、环焊缝的对口错边控制 镨边量的大小，对容器的影响主要是应力分布的均匀 性，产生局部薄膜应力和弯曲应力。 由于厚薄不同的钢板对接所引起的焊缝中心线偏移 或厚度相同的钢板对接时尺寸公差所引起的对接焊缝错边 ( 见图2 ) ，据资料研究发现，在内压力或外压力作用下，将 在容器壁上构成附加弯曲应力而使容器总应力增加，且不 再沿壁厚上均匀分布，而产生应力梯度，这时承受静载荷 和变载荷对蒸发罐的使用寿命都有一定的影响。本台蒸发 罐壳体厚度为2 0 m m ，所以本台蒸发罐纵、环焊缝接头对口 错边量2 m _ m 的范围。 图2 焊缝中心偏移和错边 3 3 焊缝余高( a 和a 1 ) 和咬边的控制 焊缝余高对最后一层焊道具有保温和缓慢冷却的作 用，同时也有利于消除焊接应力，改善焊缝组织性能，但同 时也能带来应力集中。据国内外研究证实，它还可能是疲 劳断裂的起源或脆断的起源。日本相关实验表明经疲劳试 验发现的裂纹均产生在余高的边缘，余高打磨后与未打磨 者比较，其疲劳寿命提高2 1 到2 5 倍。各国压力容器标准 对余高均有限制，多数国外引进的设备也将其磨去，让焊 缝与表面齐平。对本台蒸发罐焊后将焊缝磨平且对焊缝的 错边也有更高的要求。因此，在J B T Q 4 2 3 - - 9 0 ( ( 钢制管壳 式换热器产品质量分等和G B l 5 0 - - 2 0 11 压力容器的基 础上要求更高。焊缝错边的比较见表l 。 表1 焊缝错边的比较 m m 焊缝咬边不仅降低焊缝的承载面积( 见图3 ) ，更重要 的是引起应力集中。如果材料塑性不足，缺乏对局部高应 力的再分布能力，则可能以此咬边为起点向其他部位开 裂。如果材料强度级别较高、材料厚度较大、设备载荷带有 交变性质、周围腐蚀环境或在低温条件下使用的容器，对咬 边将会有更加严格的控制，焊缝允许咬边的比较见表2 。 万方数据 咬边 图3 焊缝的余高和咬边 表3 焊缝允许咬边的比较 本台蒸发罐管板接头不允许咬边，采取埋弧自动焊。 其他部件咬边深度不得大于o 5 m m ，咬边连续长度 1 0 0 r a m ，且总长度不得大于焊缝长度10 ，焊缝余高的控 制：单面坡口正面余高控制在0 2 m m ；背面1 5 m m ，双 工程项目管理l 瓦o j e c iM 刹 面坡口正面焊缝余高控制在0 2 m m ；背面0 2 m m 。大型 设备控制在这个范围内可保证足够的安全系数。 4结论 通过对上述部分焊接工艺的分析和蒸发罐制造的实 际操作发现，要在柬埔寨现场保证蒸发罐的制造质量，首 先要设计科学合理的焊接坡口形式、控制好焊接质量，严 格控制组对时的错边量，正确选择焊接方法、焊接材料与 合理的焊接参数，严格按照焊接工艺要求施焊，加强焊接 过程检验，认真进行无损检测，才能使整台设备达到应具 备的安全性能。勘 【参考文献】 【1 】黄大好大型蒸发罐现场制造质量监督检验实践体会 J 】 中国西部科技，2 0 0 4 【2 】邬强，李国义，李晶玉容器焊缝错边残余应力与载荷应 力的测定研究 J 】内蒙古石油化工2 0 0 4 【3 】G B l 5 0 - - 2 0 11 压力容器 s 】 【4 】J B T Q 4 2 3 - - 9 0 钢制管壳式换热器产品质量分等 s 】 【5 】N B T 4 7 0 1 5 2 0 l l ( J B T 4 7 0 9 ) 压力容器焊接规程【s 【收稿日期1 2 0 1 7 - 0 3 3 0 ( 上接第1 1 2 页) 类4 以于y 和M 数据的对比，但在人工总价的对比中， 在某些采用分包形式的企业中，有各清单的劳务定额或者 企业定额，可套用此单价，计算出分包劳务总价( G ，) ，同时 对比G 。、G ：和G ，能对报出的直接人工费的准确性提供更 大的帮助。 3 结论和探讨 本报价方式主要以国内工程预算定额为基准配以技 术分析对比的形式，在实际投标中，应以施工策划先行，技 术分析优先的原则，技术人员在分析工程量时，应标注施 工中的难点和重点，并及时告知预算人员，让其在预算时 候充分考虑是否调整基础预算比例或增加措施投入。作为 对分析中重要一环的技术工日分析，技术人员应根据企业 以往同类专业、单体的施工经验，结合企业施工工效数据 库，按照施工进度计划，配备相对合理的直接施工人员，做 好