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液化石油气贮罐埋弧自动焊焊接工艺浅析

来源:职称驿站所属分类:化工论文发布时间:2011-06-26 10:46:14浏览:

  摘要:液化石油气贮罐由于设计坡口选用的不同,埋弧焊的工艺参数发生变化,其焊缝最终检验也有不同的结果,进行比较评价。
  主题词:坡口,工艺参数,比较
  在压力容器制造行业中,液化石油气贮罐是最常生产的一种三类压力容器,由于该容器用以盛装液化石油气,故其主要受压元件的焊缝均要求采用全焊透焊缝.而要选择合理的焊接工艺必须了解该贮罐的技术参数,如:设计温度、设计压力、工作压力、焊缝系数、检测要求、图纸技术要求以及相关国家、行业技术标准等。在编制焊接工艺前,根据母材的种类,板厚依据评定合格的焊接工艺评定,正确的选择相匹配的焊接材料,制定有效合理的焊接工艺卡,下发到施焊作业小组,进行技术交底后方可施焊.并做如下跟踪检查工作。
  
  例1:生产制造的5台100m3液化石油气贮罐,其母材厚度22mm,材质为16MnR的钢板其坡口设计型式如右图1
  1.jpg
  焊接层数电源极性焊接电流(A)焊接电压(v)焊接速度(cm/min)预热及层间温度(℃)
  1正面反极380~42032~3428~32151
  2正而反极400~45034~3628~32147
  3正面反极400~45034~3628~32145
  4正面反极500~60036~3828~34149
  5背面反极500~55034~3630~40153
  6背面反极500~60036~3828~34145
  
  由于该贮罐设计温度在-40℃~+48℃之间,故施焊前对焊道进行小于150℃预热,施焊过程中,注意控制层间温度不大于150℃,背面施焊前应用碳弧气刨清根,经着检查合格后方可施焊,若不是同一天施焊,也应先预热后施焊。焊后进行100%射线检测,其结果如下:  
  容器编号拍片数量I级片II级片返修片焊缝一次合格率
  0063511411397179.8%
  0073601551574886.7%
  0083601491288376.9%
  009399308811097.5%
  0104422571533292.8%
  合计1912100065823587.7%  
  例2:生产制造50立方米液化气贮罐,设计压力1.76MPa,设计温度-40℃~+50℃,母材板厚为18mm,材质为16MnR,其坡口型式如下图2所示:坡口角度65±5,对口间隙0+l,钝边2±1,选用的焊接材料:E5015/H10Mn2+HJ250G,焊丝规格Φ4mm。
  2.jpg
  其埋弧焊工艺参数如下:  
  焊接层数电源极性焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(cm/min)
  1正面反极400~45032~34`28~32
  2正面反极500~55036~3828~32
  3背面反极400~45032~3426~30
  4背面反极500~55036~3826~30  
  在进行背面施焊前,用碳弧气刨清根,经着色检查合格后方可施焊焊后进行,100%射线检查,其结果如下:容器编号拍片数量I级片Ⅱ级片返修片焊缝一次合格率
  001271123777173.8%
  002271609211956.1%
  合计54218314919065.0%  
  主要由于坡口形式选用不合理,背面清根后,其深度超过母材厚度的一半形成指状,焊道,施焊后熔渣不易浮出,形成条状夹渣,而且焊工施焊时操作不方便,加之焊缝组对时,间隙控制不当,造成一次合格率偏低,焊缝返修量加大,反而加大了焊工的劳动强度,并且对埋弧焊来讲,开坡口和不开坡口的熔深不一样,,开坡口时层间清渣比较困难,也是造成返修量加大的原因之一。              通过两年的摸索总结,在生产制造150m3液化石气,贮罐时,调整了坡口角度及钝边大小。、母材材质为16MnR,板厚为20mm其坡口形式如下图3所示:坡口角度为70±5。钝边为6±1,对口间隙0+1。焊接材料选用:E5015H08MnA+HJ431,焊丝规格为5mm,坡口朝外,其埋弧焊工艺参数如下:
  3.jpg
  焊接层数电源极性焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(c皿/min)
  1正面反极640-66032-3444-48
  2正面反极720-75032-3434-38
  3正面反极720-75036-3840-44
  4背面反极640-70036-3848-50
  
  焊后进行无损检测结果如下:
  
  容器编号拍片数量I级片Ⅱ级片返修片焊缝一次合格率
  007491418403393.3%
  008500435372894.4%
  009502428324291.6%
  010491417403493.1%
  合计1984169814913793.1%
  
  综上所述3个例子可以看出:选择不同的坡口型式,其生产效率、焊缝质量是不相同的。例1中虽然也选择了单边V型坡口,但焊丝直径选择偏小,且背面清根,没有体现出埋弧自动焊熔深大的优势,故既浪费工时又消耗材料,也没有减轻焊工的劳动强度。例2在选择坡口型式时,虽然考虑到了使焊缝金属填充量减少,用不对称的X型坡口,由于母材板厚仅为18mm,在坡口加工时,不仅要刨两个面,在施焊时,正面坡口角度相应比例1的坡口角度要小,层间清理更不容易.且背面施焊时又开坡口,埋弧自动焊的熔深也有所降低,为确保焊缝质量,背面施焊前也需清根,清根后不仅破坏了小面坡口的尺寸,且深度也超过母材板厚的一半,一般为9~11mm,加大了背面施焊的难度,也给清渣带来了困难。通过例1、2比较,选用例3的坡口型式,不仅层间清渣容易,同时也发挥了埋弧自动焊熔深大、生产率高、焊缝质量好的特点。而由于熔深较大,埋弧自动焊背面不开坡口,减少了焊缝中焊丝的填充量,这样既节约了焊丝和电能,也节省了由于加工坡口而消耗掉的金属,同时由于焊剂的保护,金属的烧损和飞溅明显减少,加之埋弧焊的热能集中,焊接速度快,则焊缝热影响区减小,焊件的变形也就减小。
  由此可见,好的设备也需选择相对应的焊接工艺,才能确保焊缝质量,提高劳动生产率,改善焊工的劳动强度,减少有害烟尘对焊工的危害。
  

《液化石油气贮罐埋弧自动焊焊接工艺浅析》

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文章名称: 液化石油气贮罐埋弧自动焊焊接工艺浅析

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