1100 m2蒸發(fā)器中循環(huán)彎管制作中的工藝控制

李丹丹，楊 卓

（鄭州旅游職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450009）

1100 m2自然循環(huán)蒸發(fā)器是氧化鋁生產(chǎn)的主要設(shè)備，又屬于壓力容器，必須對其工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制。蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)有三部分組成，即加熱室、蒸發(fā)室、循環(huán)彎管，循環(huán)彎管是連接加熱室與蒸發(fā)室的通道，制作復(fù)雜、質(zhì)量較難控制，所以蒸發(fā)器的制作難點在于循環(huán)彎管的質(zhì)量控制。下面以工號214—73，圖號：9816-S B-56 R循環(huán)彎管（見附圖）為例介紹主要工藝措施。214—73循環(huán)彎管的技術(shù)要求為：①焊接完畢后，進(jìn)行射線探傷，按J B 4730-94《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》進(jìn)行，A、B類焊縫檢查長度≥20%，且不小于250 mm，Ⅱ級合格。②彎管制作完畢后，進(jìn)行去應(yīng)力退火。

現(xiàn)分別介紹直管、彎管在生產(chǎn)制作過程中所采取的措施。

1 直管制作

直管成形后的規(guī)格為外徑φ1220 mm，總長5604 mm，鋼板材質(zhì)為Q 235—B，厚度δ=10 mm。材料規(guī)格為8000 mm×1900 mm×10 mm。由此可見，用3塊1900 mm寬的鋼板組對即可滿足直管總長的要求，按此方法制作直管工序如下：

（1）下料及坡口制備。因為直管由3節(jié)筒節(jié)制作，每節(jié)筒節(jié)凈尺寸為5604÷3=1888 mm，再計算每段筒節(jié)的展開長；經(jīng)板厚處理，按直管的中性層直徑計算，中性層直徑=1220－10=1210 mm，展開長按公式計算：

每段筒節(jié)下料凈尺寸為3801 mm×1888 mm×10 mm，考慮刨邊機留出刨邊余量10 mm，因此毛坯下料規(guī)格為：3811 mm×1900 mm×10 mm。刨邊機刨3811m m坡口時，由于長度較長，需要做一個拖架，對鋼板起一個支撐作用，從而完成刨邊工作。坡口型式：

（2）短節(jié)制作。刨完邊以后，每塊料的兩頭都在壓力機上預(yù)彎壓頭，壓頭的內(nèi)弧半徑r可計算如下：

此時可做一個半徑600 mm的卡樣板，卡樣板弦長500 mm，用卡樣板檢查所壓的壓頭，要求壓頭與卡樣板一致。然后滾制成形，將壓完頭的料在卷板機上滾制，每件短節(jié)成型后的規(guī)格為：φ1220 mm（外徑）×1888 mm×10 mm。

（3）組裝。組裝是保證質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，組裝嚴(yán)格按以下工藝進(jìn)行：a，相鄰短節(jié)的間隙為2 mm，對口錯邊量不大于2 mm；b，定位點焊時焊縫長度為50 mm；c，每相鄰短節(jié)組對要保證兩條相鄰縱縫之間距離在300 mm。同時組對時應(yīng)避免對短節(jié)表面機械損傷，對嚴(yán)重的尖銳傷痕焊補后磨平，并用超聲波探傷檢測，Ⅰ級合格，從而保證母材的表面質(zhì)量。

（4）焊前準(zhǔn)備。焊接以前應(yīng)將焊縫兩側(cè)至少20 mm以內(nèi)的油污、鐵銹等清除干凈，并檢查所要焊的對接坡口表面，不得有裂紋、分層、夾渣、油污、鐵銹等，這是保證焊縫質(zhì)量的前提。

（5）焊接。根據(jù)材質(zhì)要求，選用J 427焊條，規(guī)格為φ3.2、φ4兩種。焊前烘干350℃，1小時，隨烘隨用。焊接規(guī)范的正確選擇見下表：

焊接層數(shù) 焊接材料 焊條規(guī)格（mm） 焊接電流（A）1 J427 φ3.2 90～952 J427 φ4 160～1703 J427 φ4 160～1704 J427 φ3.2 95～100

施焊時先焊 1～3層，然后對反面進(jìn)行碳弧氣刨清根，清完后用磨廣機打磨，不得有缺陷，再焊第四層。

2 彎管制作

與直管相比較，彎管存在焊縫的不對稱性，焊接應(yīng)力大。

（1）正確放樣，保證尺寸。彎管的每一節(jié)所采取的坡口形式為單邊30度V型坡口，鈍邊2 mm，每兩節(jié)組對時接口為里皮接觸。展開放樣時，各節(jié)直徑按中性層尺寸展開，各等分素線的長度按里皮尺寸作圖。

（2）下凈料，刨各短節(jié)的縱縫坡口。下料時不留壓頭，按留夠加工余量凈尺寸下料，然后用刨邊機刨縱縫坡口，此時每節(jié)環(huán)縫可在整板上用樣板按圖紙要求號料，氣割每割500 mm留100 mm不割，以便能整塊料一起卷制成型，然后再用氣割將各段割開。

（3）制作環(huán)縫坡口。由于相鄰短節(jié)的環(huán)縫坡口無法機加工成型，各短節(jié)卷制成型后火焰切割坡口，割后用砂輪機打磨見光。坡口為30度單邊V型，鈍邊2 mm，坡口在外皮。

（4）組對。相鄰兩節(jié)對接的環(huán)縫接口間隙2 mm，每隔300 mm點焊一處，焊縫長50 mm。

（5）焊接規(guī)范。焊接參數(shù)與直管相同，需要注意的是，背面清根一定要清干凈，并用砂輪機打磨。

（6）無損檢測。對A、B類焊縫20%射線檢測，全部達(dá)到2級片要求。

（7）焊后退火。我們采取爐內(nèi)退火去除焊接應(yīng)力，以下為退火工藝曲線。

3 結(jié)語

采取此種工藝措施使循環(huán)彎管無論在外觀上還是在內(nèi)在質(zhì)量上都可達(dá)到技術(shù)要求，解決了長期以來的難題。

[1]田錫唐.焊接手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992.

[2]壽比南，等.鋼制壓力容器[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.