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1、换热器管束管子管板的焊接工艺与操作高中科（中油庆阳石化公司 保运车间 甘肃 庆阳 745115）摘 要： 主要从管板（16MnR ）和换热管252.5无缝钢管（10#钢）焊接性能，焊接工艺着手，对12台浮头式管束焊接和10台浮头式管束补焊从焊材的选择、焊接工艺、焊接效果等方面进行分析总结。关键词 ：16Mn 焊接材料 焊接工艺 焊接顺序本车间承担公司12台浮头式换热器管束制作和10台管束补焊工作，我们采用手工电弧焊和有效的焊接工艺，取得良好的效果。其壳程介质为油品和液化气，管程介质为水，管板材质为16MnR（锻件），属于低合金结构钢，换热管为252.5无缝钢管，牌号为10#钢，属于低碳钢，它们
2、焊接属于异种钢材焊接，其化学成分见表：表1 母材化学成分名 称材 质CMnSiCrNiSP管 板16MnR0.120.21.21.60.20.60.0250.0250.0350.035换热管10#0.070.140.350.650.170.370.150.250.0350.0351. 16MnR 钢焊接性分析16MnR中由于Mn含量较高及含有一定量的C元素，致使焊缝热影区具有淬硬倾向和焊接接头的裂缝倾向，16Mn钢过热区出现马氏体等淬硬组织，尤其工件厚度50mm以上形成淬火区硬度明显增加，塑性韧性下降。 2. 焊接工艺2.1 坡口加工：252.5换热管采用G72锯床或手工锯下料管板孔坡口采用摇
3、臂钻床加工。根据坡口设计原则，尽量减少焊缝横截面积，在保证焊缝根部全部焊透的前提下尽量减少坡口张开角度，缩小坡口宽度，坡口形式见图1。焊接前252.5换热管管端150mm以内及管板孔周围铁锈、油污等杂质彻底清除干净，露出金属光泽，将管口毛刺和管板孔毛刺用锉修磨干净。换热器与管板连接型式见图2。60dd=25.253245管板坡口加工示意图1.545管板焊接结构图2.2 焊接方法：为了保证焊接质量，延长换热器的使用寿命，采用手工电弧焊角缝填充焊平焊的焊接方法，整根焊条焊完一道焊口，立即扔掉，中间不留任何接头。2.3 焊接材料的选择根据焊接材料的设计原则，在保证焊接接头与母材相同的高温蠕复强度和抗
4、淬化性的前提下改善其焊接性，即提高其抗裂性，应使用与母材成份基本相同的同类焊材，而且异种钢的焊接一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条，但是由于换热器管板厚度50mm，使用条件苛刻，焊接接头中因管子和管板间存在着一定间隙，易引起介质的浓缩，所以容易产生缝隙腐蚀。因此，我们造用了牌号为J506，规格为2.5mm低氢钾型碱性焊条。焊条熔敷金属化学成分见表2。焊前对焊条进行250300烘烤以便彻底除去水份，减少扩散氢含量和降低延迟裂缝敏感性。表2 J506焊条化学成份焊条CMnPSSiMoJ5060.120.90.0350.0350.60.40.652.4 焊前预热为了降低焊接应力，防止出现淬硬组织
5、，消除装配过程中产生的铁锈、油迹等杂物。焊前采用氧气乙炔火焰将焊缝两侧母材均匀加热100150以上，加热区域采用硅酸盐板保温。2.5 焊接工艺参数焊接时应适当增大焊接电流，减慢焊条速度，已选用了抗裂性强的低氢性焊条，焊接过程中焊到点焊位置时，将焊点用磨砂轮磨光机清除干净。焊接参数见表3.表3 焊接工艺参数焊接方法焊接层数电源极性焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（mm/min）手工电弧焊1直流反接1001302025601002.6 焊接顺序换热器穿管完毕定位点焊固定后，便可进行焊接，焊接顺序直接影响到管束的组装质量和管板的平整度，我们这次应用的焊接顺序是由内向外条形对称焊。焊接顺序示意图如
6、图3。定位满焊图3 由内向外条形对称焊法如图3示，首先在水平位置时两端各设一名焊工，按、的顺序对称满焊固定，这种焊接固定顺序有如下优点： 将管板外圆周通过两端焊牢，防止管板由于焊接收缩而引起向内凸变形。 防止焊后管束产生扭曲变形。其中按图中所圆横线、由内向外连续焊或间隔一孔焊接。这种施焊顺序如下有如下优点： 可同时设4名焊工同时焊接，提高工效；由内向外施焊顺序便于焊接应力由固定端向自由端释放；对称焊接顺序使变形应力互相抵消；间隔一孔焊接可使管板受热分散，减少管板变形。3 结束语12台浮头式换热器管束焊接完成后进行水压试验，合格率达到100%以上，试压补焊合格后彻底清除壳程和管程内的水渍，并用干
7、燥的氮气封存。这12台换热器于2005年5月投入运行至今未发现异常情况和设备故障，节省了设备的检修和维修费用，证明焊接工艺是成功。参考文献：1中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（焊接方法及设备.材料的焊接）北京：机械工业出版社，1995。2翟洪绪.实用铆工手册.北京：化学工业出版社，2001。3萧 前.化工机械制造工艺学.北京：中国石化出版社，1991。4王运炎.机械工程材料.北京：机械工业出版社，1991。作者简介：高中科，男,( 1974- )助理工程师,从事设备管理技术工作.通讯地址 : 中油庆阳石化公司 保运车间 甘肃 庆阳 745115联系电话 : 住宅电话:0934-3266437; 办公电话:0934-3266370 手机号码:13993482189 身份证号：62282119740301105X
换热器管束管子管板的焊接工艺与操作
