寶鋼二煉鋼裙罩修復(fù)工藝改進

摘 要：壓力容器的運行安全可靠性是特別重要的，對壓力容器的焊接接頭規(guī)定了很高的技術(shù)要求。這些要求基本上反映在兩個方面：一方面焊縫金屬和熱影響區(qū)應(yīng)具有足夠好的力學(xué)性能（包括強度、塑性和韌性）；另一方面焊接接頭中不存在不允許的裂紋等缺陷。

關(guān)鍵詞：工藝改進 本體變形 天窗 漏水 管內(nèi)清潔

中圖分類號：TF341 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）010-059-02

寶鋼二煉鋼轉(zhuǎn)爐自從1998年4月投產(chǎn)以來，經(jīng)過十幾年修復(fù)，積累了一些二煉鋼裙罩修復(fù)的經(jīng)驗和技術(shù)能力。進行一些工藝改進例如：本體鍋爐管彎弧工藝改進；針對裙罩漏水現(xiàn)象工藝改進；本體變形修復(fù)工藝改進；鍋爐管內(nèi)清除焊渣、鐵屑工藝改進；進出水管取消開天窗工藝改進等。經(jīng)過實際施工，取得了良好的效果。下面將介紹二煉鋼裙罩修復(fù)工藝在技術(shù)的改進。

1 工程概況

寶鋼二煉鋼裙罩是屬于循環(huán)冷卻水裝置，是轉(zhuǎn)爐鍋爐的主要受壓部件，也是煉鋼工藝必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。二煉鋼裙罩的主要技術(shù)規(guī)格：

結(jié)構(gòu)形式：橫管隔膜式排管，共20圈，受熱面積25m2。

主要材料：受熱面水管20g 60€？mm、 60€？mm；鰭片 12的Q235B圓鋼。

裙罩規(guī)格尺寸：上口中徑4635mm，下口中徑5235mm；高度1238mm。

工作壓力：0.8MPa，工作介質(zhì)：工業(yè)水。

二煉鋼裙罩具體結(jié)構(gòu)如下圖所示，因其工作環(huán)境及結(jié)構(gòu)本身的特點，其修復(fù)使用中可能出現(xiàn)管子漏水，焊接應(yīng)力集、焊接變形等現(xiàn)象，為了提高維修質(zhì)量，在積累經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，針對上述問題在修復(fù)工藝進行改進。

2 針對裙罩漏水現(xiàn)象工藝改進

以前二煉鋼裙罩修復(fù)合格后，送到現(xiàn)場生產(chǎn)不久經(jīng)常發(fā)生漏水現(xiàn)象，其最大原因是現(xiàn)場環(huán)境溫度很高，把裙罩內(nèi)部應(yīng)力完全釋放出來，造成焊縫產(chǎn)生冷裂紋，導(dǎo)致出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

2.1 焊接應(yīng)力的危害性

（1）焊接應(yīng)力是形成各種焊接裂紋的因素之一。

（2）在焊接結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力與工作應(yīng)力相疊加時，增加了構(gòu)件所承受的應(yīng)力水平，因而降低了結(jié)構(gòu)的強度安全裕量，實際上降低了結(jié)構(gòu)的承載能力。

（3）具有焊接應(yīng)力的焊接構(gòu)件，如果經(jīng)過焊后機械加工則會破壞內(nèi)應(yīng)力的平衡，引起焊接構(gòu)件的變形，影響加工尺寸的穩(wěn)定性。

2.2 二煉鋼裙罩經(jīng)常漏水點

（1）8塊大筋板處容易產(chǎn)生裂紋。

（2）裙罩外側(cè)點固處容易產(chǎn)生裂紋。

（3）進出水管與本體水管對接焊縫容易產(chǎn)生裂紋。

2.3 工藝改進后，所采取措施

（1）保證焊縫質(zhì)量。進出水管與本體管對接口原采用開天窗 焊接現(xiàn)改為直接對接焊接，減少了二條丁字焊縫。

（2）本體管彎弧，原采用氧氣、乙炔火焰彎管，現(xiàn)改為利用 彎管機進行彎管。機械彎管大大降低內(nèi)應(yīng)力、拘束力，也大大提高 彎弧的質(zhì)量，提高了工作效率。

（3）減少焊接應(yīng)力。1）焊接采用GMAW。減少了焊接線能量。2）焊接鰭片時采用上下交替分段焊法。3）拼焊進出水管與本體管子的對接焊縫，要控制好焊縫間隙。

（4）裙罩整體進行高溫回火。實踐表明，整體高溫回火消除焊接殘余應(yīng)力的效果最好，它可將80﹪～90﹪以上的殘余應(yīng)力消除。

3 針對裙罩本體變形工藝改進

我們對裙罩產(chǎn)生大變形進行分析，產(chǎn)生的原因大概有以下幾點：

（1）寶鋼現(xiàn)場使用周期較長。

（2）操作使用不當(dāng)：1）四個升降裙罩整體的油缸，升降不同步，使裙罩形成扭曲變形，使裙罩平面度較差。2）裙罩升降位置不到位，在轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動的時候產(chǎn)生碰撞裙罩形成壓扁現(xiàn)象，使裙罩圓度較差。

（3）裙罩的耐材做得不緊密，在高溫，震動中逐步脫落或松動。使裙罩隔熱效果大大減弱，形成嚴(yán)重變形。

3.1 施工前的準(zhǔn)備

（1）先測裙罩的管厚，接著測量裙罩原始數(shù)據(jù)。最后給裙罩進行水壓試驗，根據(jù)以上三種數(shù)據(jù)，決定更換13圈管子。裙罩一共有20圈，更換量占了總量的65%。

（2）切割十三圈舊管，并且打磨干凈，剩余的七圈管測量裙罩的圓度和平面度，測得裙罩圓度相差40mm，平面度相差65mm。對裙罩打上8個點米字型內(nèi)支撐，使裙罩圓度控制在15mm。

（3）在平臺上制作一個水平工作平臺。

（4）把已經(jīng)撐好支撐的裙罩吊入工作平臺上待施工。

（5）由于割剩的裙罩的平面度還有不平，我們就從裙罩底部最后一圈管子中心測到水平工作臺距離，一共測了16個數(shù)據(jù)，取16個數(shù)據(jù)的平均數(shù)為基準(zhǔn)給裙罩找到水平。裙罩與水平工作臺有間隙，在下面墊上小鋼板并且與工作臺焊接。

（6）在裙罩外側(cè)畫一圈水平基準(zhǔn)線，便于以后組裝管子時控制裙罩的水平度。

（7）找出裙罩的圓心，并且在平臺上焊一根2m長直徑為30mm的圓鋼當(dāng)圓心點，而且要求垂直于水平工作臺，便于以后組對時控制裙罩的圓度。

3.2 施工過程

（1）管子組對時，水平度以裙罩外側(cè)的水平線為基準(zhǔn)。以最高處開始組對，測出本圈管子中心到水平基準(zhǔn)線的距離。以后一直以這個距離為基準(zhǔn)，每一圈水平度借5mm左右，因為裙罩總的水平度差65mm，更換十三圈，所得一圈借5mm。

（2）每圈的圓度靠半徑來控制，每一圈圓度半徑借1.5mm左右。

（3）裙罩內(nèi)側(cè)用直徑為12的圓鋼作鰭片，外側(cè)管子與管子，直接焊接，間距控制在400mm左右。

（4）就這樣一圈圈組對，直到最后一圈裙罩的平面度和圓度基本解決。

通過這種新的施工方法，解決了裙罩的扭曲變形和不圓度的問題，保證裙罩正常使用。

4 針對進出水管與本體管子焊接開天窗工藝改進

裙罩本體管子之間間隙僅有1mm，進出水管與本體管子對接焊縫，下部焊縫無法焊接，故原來采用開天窗焊接。這種方法就產(chǎn)生了二條橫縫與對接焊縫形成了T形接頭。T形接頭焊縫向母材金屬過渡較急劇，造成應(yīng)力分布極不均勻，在過渡處易產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中。

針對以上問題，提高焊接接頭疲勞強度我們采取以下措施：

（1）降低應(yīng)力集中。焊接接頭是造成應(yīng)力集中是的主要原因。對焊接接頭采取的措施主要有兩點：1）盡量采用應(yīng)力集中系數(shù)小的接頭我們采用了對接接頭，并且余高不宜過大，并使母材與焊縫之間平滑過渡。2）可用鎢極氬弧焊在焊縫的兩焊趾處重熔一次，既能使焊縫與母材金屬之間平滑過渡，又能緩和熱影響的組織硬化。

（2）進行焊后消除應(yīng)力熱處理。消除焊接接頭應(yīng)力集中處的殘余應(yīng)力，可提高接頭的疲勞強度，尤其是在應(yīng)力集中較高時，能取得較好的效果。

（3）改善材料的力學(xué)性能。表面強化處理，用小錘輕打焊縫及過渡區(qū)，都可以提高接頭的疲勞強度。

5 裙罩管內(nèi)清除焊渣、鐵屑工藝改進

裙罩管內(nèi)如果沒有徹底清除焊渣、鐵屑等雜物。在生產(chǎn)過程中會使裙罩系統(tǒng)減少循環(huán)水的流量，使水溫逐步升溫致使水循環(huán)不良，造成水管過熱燒化泄漏，嚴(yán)重時造成停爐、停產(chǎn)現(xiàn)象。針對這種嚴(yán)重情況，我們對裙罩管內(nèi)清除焊渣、鐵屑進行了工藝改進，采取措施如下：

（1）在拼裝之前必須清除管內(nèi)的雜物。（2）在焊接進出水管之前必須清除管內(nèi)的雜物。（3）焊完進出水管后，必須清除二組集箱管管內(nèi)的雜物接著焊接集箱管的底板，最后焊接特制的集箱管試壓堵板。

6 結(jié)束語

以上就是我們對寶鋼二煉鋼裙罩的工藝改進，實際操作效果非常好，但是還一些工藝不完善，在今后需要加以改進。

參考文獻：

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