空分冷箱内铝合金管道焊接及X射线检测注意事项

第37卷第3期Vol 37 No. 32008年5月PETRO-CHEMICAL EQUIPMENTMay 2008文章编号:1000-7466(2008)03-0059-03空分冷箱内铝合金管道焊接及X射线检测注意事项陈颖松(中国化学工程第三建设公司检测二公司,安徽安庆246002)摘要:介绍了空分冷箱内铝合金管道焊接特性,结合铝合全管道焊挟过程中常见缺陷的特点及产生机理,简迷了如何合理编制焊接工芑,以减少焊接缺陷产生,保证焊接接头质量。并对铝合金管道对接焊缝Ⅹ射线检测注意事项进行了阐逑关键词:铝合金;冷箱;管道;焊接;检测中图分类号:TQ052.5文献标志码:BCold-air Box Aluminum Pipe Welding and X-ray DetectionChen Ying-song(The Third Chemical Engineering Construction Company of China, Anqing 246002, China)Abstract: The cold-air box aluminum pipe welding characteristics, aluminum pipe weldingprocess with common characteristics and defect formation mechanism were mainly pointed out.How to prepare the welding technology reasonable, to reduce welding defects, and guarantee thequality of welded joints were outlined. And the caution of aluminum alloy pipe butt weld X-ray de-tection was describedKey words: aluminum alloy cold box; pipeline; weld; detection近几年,我公司陆续承揽了山东华鲁恒升大氮肥、泸天化甲醇、云南天安合成氨、上海焦化醋酸配““““““扇形筒底部的细粉等清理干净。正式验收后擦除拆除时所做标记参考文献:[1]程旭东,连续重整反应器结焦问题探讨[门].中外能源,2006,115结语(5):56-59.内件修复后连续重整装置顺利投用,到目前[2]冀琳催化重整装置操作和设计中的几个新概念[门].石油炼制与化工,1997,28(8):56-59常运行近2a,达到了UOP公司连续重整生产技术[3]sHs02024-200,连续重整反应再生系统维护检修规程Ss水平。通过对重整装置内件的修复,笔者认为:①反[4顾晶CrMo钢设备中的异种钢焊接[J石油化工设备,应器出现炭块后的首选处理方法是尽早停工处理以减小反应器内件的损失。②应配备一定数量和规[5]沈锡柱.重整反应器约翰逊网损坏造成的危害及原因分析[]石油化工设备技术,2005,26(2):9-11格的内件。③为保证施工质量加快工程进度,在检6苟家福连续重整装置关键设备的设计与制造[炼油设计,查、拆除阶段应尽量多做标记,这样可以节省很多后1999,29(2):39-42.期调整工作量。(张编)收稿日期:2007-12-18作者简介:陈颖松(1977-),男,安徽阜阳人,工程师,工学学士,主要从事焊接及无损检测技术工作石油化工设备2008年第37卷套CO联产甲醇等十余套空分装置的安装检测任积不同,导热量和散热量也有所不同,如果不注意焊务。空分冷箱属超低温大型设备,而铝合金管道焊枪角度和焊丝位置角度的调整,很容易形成单边根接较碳钢、合金钢管道焊接有很大差别冷箱内铝合部未焊透。金管道焊接质量的好坏将直接影响整个空分装置的焊件的焊前表面处理也是影响焊接质量的一个正常运行。因此,提高冷箱内铝合金管道焊接质量重要因素,焊件表面氧化膜清除不彻底、存有油污等及缺陷检测水平对保证整个空分装置工程质量具有杂质、焊接电流小、电弧过长以及速度过快,都可以重要意义。笔者就相关问题进行简要介绍使焊接熔化温度不够而造成根部未焊透1铝合金管道材料特性2.4内凹随着温度的不断升高,铝及铝合金抗拉强度会铝合金材料具有良好的耐蚀性、较高的比强度越来越低,400℃时,它的抗拉强度仅98MPa。当及良好的塑性,可承受各种形式的压力加工,很容易温度升到熔化温度时,抗拉强度几乎为0,已经不能加工变形。由于铝具有面心立方结构无同素异构支撑自身的质量。当接近熔化温度时,铝本身几乎转变,无延脆转变,因而具有优异的低温韧性,在低没有塑性。当达到熔化状态时液态铝的流动性又温下能保持良好的力学性能。工业上常用的铝合金非常强。这三者并存决定了它必然要产生一定程度管道为非热处理强化防锈铝LF2、LF4和LF21,一的内凹。管壁越厚,内凹越严重。所以,立焊时也极般其v(Mg)=2.0%~2.8%,(Mn)=0.4%~易下堵,成型过程中形成的焊瘤较多,严重时会烧穿1.5%,其余为A凹。在热轧状态下,其抗拉强度不管壁。小于226MPa,熔点为650℃且熔化时无颜色变化铝的比热容比钢大2倍,导热性比钢大3倍左右,且3焊接工艺极易氧化产生难熔的三氧化二铝薄膜,容易在焊缝弧焊是焊接铝合金较完善的焊接方法。采用中产生夹杂物从而破坏金属的连续性和均匀性,降氩弧焊可利用氩离子的阴极破碎作用有效地去除低其力学性能和耐蚀性熔池表面的氧化铝薄膜,焊接时无熔渣,不会产生焊2常见焊接缺陷及形成机理后残渣对接头的腐蚀,氩气流对焊接区域有冲刷和保护作用,使焊接接头冷却加快,从而改善了接头的2.1气孔组织和性能。一般情况下,焊接薄板多采用非熔化铝合金的焊接气孔主要是氢气孔。铝在液态能极氩弧焊(TIG)焊法,熔化极氩弧焊(MIG)焊法大量溶解氢,熔融状态下溶解度为0.0069mg/g·而要应用于壁厚超过3mm的焊件上。在高温凝固状态下仅为0.00036mg/g,两者相差近20倍2铝合金的导热系数很大在相同的焊接4焊接缺陷预防措施工艺条件下,其冷却速度为钢的4~7倍,金属结晶(1)清理焊件和焊丝,保证其施焊表面无污物和明显加快焊接熔池在快速冷却过程中氢的溶解度氧化膜,焊丝必须按规定进行清洗和烘干。引弧时急剧下降,从而析出大量过饱和气体,来不及逸出便不允许钨棒与工件接触引弧,不得在母材或焊缝在焊缝中形成气孔。直接引弧,应将钨极在引弧板上燃烧炽热后,再到焊2.2裂纹缝处引弧。因为冷的钨棒极易引起爆破喷钨造成熔铝合金的导热系数大,冷却速度快,熔池的一次池夹钨,影响焊缝质量。结晶速度也快。其线膨胀系数是钢的2倍,凝固时(2)尽量选用大直径焊丝,氮气的纯度应超过的体积收缩率约为6%,比低碳钢大2倍。因此,9.9%,其含水量小于0.08%,必要时应进行干燥其焊接变形大,若工艺措施不当,易形成裂纹。处理。熄弧操作正确与否直接影响焊缝质量和成2.3未焊透型。因此,熄弧时应将弧坑填满,缩小熔池,避免产焊件组对质量和施焊位置对铝镁合金管件的焊生缩孔,终点的结合处应多焊20~30mm。接质量影响尤为重要。组对间隙过小钝边过大、坡(3)确保焊缝的组对间隙和错边量均符合要求。口角度太小及错边量超标等都极易造成在立焊和仰对厚度较大的焊件采用U形坡口,以缩短加热时焊位置产生根部未焊透。空分管道部分弯头厚度多间。对厚度更大一些的焊件,可以将组对间隙增加大于直管段厚度,虽然有厚度过渡段但两边单位体到5~8mm。也可以采用铝衬垫,焊接时连同垫圈第3期陈颖松:空分冷箱内铝合金管道焊接及X射线检测注意事项起焊接。须进行100%X射线检测,采用线型工业纯铝像质4)选择稍大一点的焊接线能量,控制好焊接速计按JB/T4730.2-2005《承压设备无损检测》中度与送丝的位置、深度、角度和方式。施焊前应适当的6.2条《铝及铝合金制承压设备管子及压力管预热,尽量缩短加热时间和熔池停留时间。根据工道熔化焊环形对接接头射线检测质量分级》判定件厚度和形状尺寸选择适当的预热温度,以减缓冷质量分级7却速度,降低接头的内应力。可采取自由伸缩或加表1手工钨极氳弧焊焊接工艺参数固点焊,附加背板、引弧板、收弧板以及收弧时采用衰减电流填满弧坑等方法,也可采用合适的焊接顺厚度焊接焊丝直径钨极直径喷嘴直径焊接电流氩气体积流撒序和方法。/mm层数m /mm /mm /A(5)送丝操作、焊丝添加和焊枪的运行动作应配1-311.6-3.01.6~3.28-1240~1408-12合好,焊口表面尚未达到熔化温度时,焊丝的末端不482-320~3.02.4~5.010~14140~32010~16应处于电弧区的氩气保护层内。待熔池加热到一定8-123-43.0-4.040~6.412-16240~36014-20的温度,处于流动状态时,立即将焊丝送入熔池。熔由于铝合金材质晶粒度大,管壁薄,对X射线池宜小些、送丝速度可快些,尤其对不加衬圈的焊口的吸收系数较小,因此常规条件下X射线检测很难更应如此。若局部有间隙,则送丝速度要更快些,连得到较为满意的底片质量。为解决这一问题,可采续推送,否则易造成烧穿。(6)在定位焊和开始焊接时,必须保证不烧焦或用铅箔滤波屏蔽的方法,即将X光机的主机窗口保者烧熔不锈钢垫环,否则X射线检查是不合格。因护板打开,将一厚度为0.3mm左右的铅箔镶嵌在此在引弧时不得直接指向垫环,应当偏向一侧或者窗口内的锥形定向铅套上。工作时,通过铅箔一次对准放入焊缝间隙的焊丝,形成熔池后,就可避免滤波作用,就可以将X射线能量减小到透照铝合金垫环烧穿。管道所需要的能量范围。此方法在山东华鲁恒升大匀。操作时可依据熔池的大小和塌落情况来判断是果化甲醇等项目上得到了应用底片质量效7)必须保证单面焊的第一遍焊道焊透,透过均氮肥泸否焊透,并在适当时机向熔池送人焊丝,然后缓慢移6结语动焊枪。遇到有定位焊之处,可适当拉长电弧,放慢速度,以保证焊透铝及铝合金的焊接与普通碳钢和合金钢的焊接(8)铝的特点是导热快,焊接时需要的热量较不同,通过在山东华鲁恒升大氮肥、泸天化甲醇、云大,一般固定焊口底部的起焊点易产生未焊透的现南天安合成氨、上海焦化醋酸配套CO联产甲醇等象。操作时稍拉长电弧做预热动作,待熔池加热到余套空分装置上的应用实践证明,文中所提出的定温度后再加焊丝,后半圈的起点应盖过前半圈。焊接工艺措施切实可行。只要采用正确的焊接工艺对起点20~30mm长的焊缝,其终点同样多焊20~措施,铝合金管道的焊接缺陷就可以得到有效控制,30mm。确保空分装置安全、可靠地运行。(9选用的母材应符合GB/T3190-1996《变形铝及铝合金化学成分》的规定4,选用的焊丝应符参考文献:合GB/T10858-89《铝及铝合金焊丝》及有关标准1)GB50235-199,业金属管道工程施工及验收规范[s的规定。选用异质焊丝时须考虑抗裂性、强度、耐2]周振封,焊接冶金学(金属焊接性)[M,北京:机械工业出版蚀性、稀释性和颜色。社,1995(10)进行手工钨极氩弧焊时,应按表1所示焊[3]李亚江,王娴,刘强有色金属焊接及应用M.北京;化学工接工艺参数执行6业出版社,2006[4]GB/T3190-1996,变形铝及铝合金化学成分[S]5X射线检测[5]GB/T10858-89,铝及铝合金焊丝[S][6]GB50236-1998,现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规铝合金管道焊接完成后,应先进行焊缝质量范[S].的外观检查,只有外观检验合格之后才能进行无71B/430.2-200,0承压设备无损检测[S损检测。一般空分冷箱内铝合金管道对接焊缝必