[發(fā)明專利]300MW及以上高壓加熱器管頭焊接工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210266605.6
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102837107A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴忠一;何雨花;錢文紅;張龍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京汽輪電機集團泰興寧興機械有限公司
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/16;B23K9/167
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊接工藝，具體說是一種用于火力發(fā)電廠鍋爐給水的高效節(jié)能的高壓給水加熱器的管頭焊接工藝，屬于熱交換加熱設(shè)備制造關(guān)鍵技術(shù)。

背景技術(shù)

高壓加熱器是電站輔機的主要換熱設(shè)備，而300MW以上高壓加熱器由于其設(shè)計參數(shù)高，水室和殼程溫差應力大，管頭焊縫更易受到熱應力的沖擊，其制造的關(guān)鍵技術(shù)是管頭的焊接。通常的焊接方法是采用管板自動氬弧焊機，以低碳鋼焊絲作焊材對管口進行焊接，該焊接方法的缺點是焊縫不耐給水的沖蝕，同時焊縫本身較薄，長期使用后，特別是設(shè)備停運檢修期間，焊縫銹蝕嚴重，導致焊縫強度不夠產(chǎn)生泄漏，管頭焊縫一旦泄漏，會造成管側(cè)的高壓水滲漏到汽側(cè)，周圍管束受高壓給水沖擊而泄漏管束增多，泄漏更加嚴重，必須緊急解列高加進行處理，大大降低了電廠的發(fā)電效率。

現(xiàn)有采用內(nèi)孔焊接防止焊縫受給水沖蝕的技術(shù)，如專利號為CN200910305748.1的換熱器中換熱管與管板的內(nèi)孔焊接方法，將換熱管的焊接端搭接在管板的圓孔內(nèi)，要求搭接時換熱管的焊接端伸入圓孔內(nèi)0.3-1.8mm，對其接縫處進行孔內(nèi)和孔外焊接，孔內(nèi)焊縫和孔外焊縫能較高地提高耐腐蝕性能，但內(nèi)孔焊接對管與管板的精度配合要求較高，焊接工藝復雜，生產(chǎn)時間長、成本高，維護不便。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服原有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種工藝簡單，精度配合要求不高，兼顧焊縫強度和耐腐蝕性能，制作、維護方便的300MW及以上高壓加熱器管頭焊接工藝。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種300MW及以上高壓加熱器管頭焊接工藝，其特征是由碳鋼材質(zhì)換熱管穿接在20MnMo管板上焊接而成，工藝步驟為：

1）、采用帶極堆焊技術(shù)在20MnMo管板的表面堆焊低碳鋼層，焊帶材料為DT4A，規(guī)格為60X0.5mm，焊劑為HJ431，堆焊兩層，每層焊后清渣，每層高度為4±0.3mm，設(shè)定電流為800-900A，電壓為25-35V，焊接速度為10~15cm/min；

2）、步驟1）堆焊后的管板在580-640℃下保溫4-5小時，機加工后保證堆焊層高度不低于5mm，對堆焊層表面進行無損檢測；

3）、管板內(nèi)孔堆焊表面倒角開坡口，將換熱器管頭插入管板內(nèi)孔進行裝配定位，換熱器管頭伸出管板堆焊層表面3-4mm；

4）、采用管板脈沖自動氬弧焊機在管板堆焊層坡口處堆焊一層碳鋼焊縫連接換熱器管頭，機頭旋轉(zhuǎn)725-750°，旋轉(zhuǎn)速度為9-15cm/min，送絲角度為720°，0-360°脈沖電流為60/160A，送絲速度為8-20cm/min，?360°-720°脈沖電流為60/140A，送絲速度為40-60cm/min，焊絲為ER50-2或ER70S-2；換熱器管頭焊接完成后用超高液壓脹管機對換熱管進行貼脹，消除換熱管與管板內(nèi)孔之間的間隙；

5）、貼脹完成后，在步驟4）焊接的碳鋼焊縫上采用管板脈沖自動氬弧焊機再焊一層鎳基金屬焊層，脈沖電流為50/130A，機頭旋轉(zhuǎn)375°，機頭旋轉(zhuǎn)速度為8-12cm/min，送絲角度為360°，送絲速度為60-70cm/min，焊絲采用ERNiCr-3；

6）、重復操作步驟4）、5）完成所有管頭焊接后，采用手工鎢極氬弧焊對相鄰的三只管頭間三角區(qū)進行補焊，焊絲采用ERNiCr-3，補焊覆蓋焊層完全覆蓋低碳鋼堆焊層；

7）、進行無損檢測。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：步驟4）中，在0-360°焊接時，采用相對低的送絲速度既保證了焊縫脫氧要求，又能盡量增加熔深；焊絲采用ER50-2或ER70S-2，含較多強脫氧元素，能防止氣孔產(chǎn)生，進一步提高焊接質(zhì)量；步驟5）中，在碳鋼焊縫的外面焊一層鎳基金屬，使碳鋼焊縫既抗銹蝕，又耐給水的沖蝕，還消除了貼脹對碳鋼層焊縫產(chǎn)生的殘余應力，同時由于鎳基材料的膨脹系數(shù)和碳鋼的接近，大大減小了管程和殼程之間溫差應力對焊縫的影響，延長使用壽命；步驟6）中，補焊完全覆蓋低碳鋼堆焊層，用以防水流沖壞管板堆焊層而影響到管頭焊縫的質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明焊接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖。

圖中：管板1，換熱管2，低碳鋼堆焊層3，碳鋼焊縫4，鎳基金屬焊層5，覆蓋焊層6。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。