大型攪拌槽筒體制造的焊接質(zhì)量控制

孫妍　張俊飛

【摘 要】為了保證大型攪拌槽槽體的焊接質(zhì)量，需要采用合理的焊接方法和完善的質(zhì)量控制措施。針對大型攪拌槽的底板、壁板等不同部位采用不同的焊接方法，從技術(shù)交底、焊前準(zhǔn)備、板材預(yù)制、組裝工藝、焊接方法等方面進(jìn)行分析，提出了控制焊接質(zhì)量的有效措施，從而保證了攪拌槽筒體的焊接質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】大型攪拌槽；焊接質(zhì)量；氣電立焊；埋弧橫焊

0.前言

大型攪拌槽作為選礦工藝流程中的礦漿處理設(shè)備，筒體直徑20m，高度20m，筒體底板材質(zhì)為Q345-B，厚度為25mm；壁板材質(zhì)為Q345-B，厚度依次為32mm，28mm，25mm，22mm，18mm，14mm；筒體底板底部焊接H型鋼增強(qiáng)框架。該槽體的制造執(zhí)行API650標(biāo)準(zhǔn)，工程焊接施工難度大，各部位組裝尺寸要求嚴(yán)格，如不采取有效的質(zhì)量控制措施，將產(chǎn)生較多的焊接缺陷及變形，甚至有可能在吊裝及運(yùn)輸過程中發(fā)生焊縫斷裂。為保證本工程焊接質(zhì)量，我公司制訂了完善的質(zhì)量控制措施。

1.焊前準(zhǔn)備與要求

1.1焊接材料質(zhì)量控制

焊接材料的質(zhì)量和正確使用，影響到槽體制造的施工進(jìn)度、質(zhì)量和成本。用于槽體焊接的焊接材料必須符合API650的要求，具有合格證明文件，焊接材料經(jīng)自檢、監(jiān)理檢驗(yàn)合格后，按照焊材管理制度進(jìn)行保管、烘干、發(fā)放、使用和回收。

1.2焊接設(shè)備控制

槽體焊接所需要的埋弧焊機(jī)、氣電立焊機(jī)、CO2氣體保護(hù)焊機(jī)、手弧焊機(jī)及焊材烘干設(shè)備應(yīng)完好，性能可靠穩(wěn)定。焊接設(shè)備的電壓表、電流表是焊接參數(shù)的計(jì)量儀表，直接影響焊接操作，必須按特殊制造過程要求進(jìn)行定期校核，加強(qiáng)焊接設(shè)備的管理。

1.3焊工資質(zhì)審查

必須按照API650—鋼制焊接石油儲罐的規(guī)定，對焊工進(jìn)行理論知識和操作技能考試，取得上崗證者方可擔(dān)任規(guī)定項(xiàng)目的焊接工作。

1.4焊接工藝評定和焊接工藝指導(dǎo)書

焊接工藝評定是制定焊接工藝的依據(jù)，在筒體施工前，應(yīng)以與筒體材料同材質(zhì)的板材焊接性能試驗(yàn)作為依據(jù)。焊接工藝評定按照《ASME規(guī)程》第Ⅸ的要求進(jìn)行，焊接工評定完成后，焊接工藝評定報(bào)告和焊接工藝指導(dǎo)書經(jīng)批準(zhǔn)后存入技術(shù)檔案，試樣存在焊接實(shí)驗(yàn)室妥善保管，直到該評定失效為止。在焊接工藝評定合格的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，編制焊接工藝指導(dǎo)書。

1.5技術(shù)交底

焊接施工前，技術(shù)總負(fù)責(zé)人員應(yīng)向制造、檢驗(yàn)人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，內(nèi)容包括產(chǎn)品介紹、焊接工藝指導(dǎo)書的培訓(xùn)、焊接工作的重點(diǎn)、尺寸及公差保證、質(zhì)量控制等各項(xiàng)要求。

1.6焊縫返修

按照API650的焊縫質(zhì)量要求，對存在超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接缺陷進(jìn)行返修，對要返修的缺陷分析產(chǎn)生原因并制定返修工藝，經(jīng)過審批后進(jìn)行返修，返修過程中作好記錄，返修后按照原焊縫質(zhì)量要求進(jìn)行檢驗(yàn)。

1.7焊縫無損檢驗(yàn)及應(yīng)力消除

按照API650和設(shè)計(jì)圖紙的要求，由第三方對焊縫進(jìn)行無損探傷檢測，同時對需要進(jìn)行應(yīng)力消除的焊縫進(jìn)行消除應(yīng)力處理。

2.備料及組對的控制及要求

2.1備料質(zhì)量控制

（1）鋼板切割前加強(qiáng)對鋼板外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)厚度是否合格，同時檢驗(yàn)鋼板上下面不允許有潤滑油、石蠟、膠粘劑、水、和抗焊接飛濺化合物等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)和污染物，報(bào)監(jiān)理審批合格后方可切割。

（2）鋼板切割時必須保證底板的平整度，以確保下料精度，長、寬、對角線之差控制在±2mm之內(nèi)。

（3）在壁板曲形時，滾弧曲率必須準(zhǔn)確，杜絕一次滾弧成形，對于壁板曲率使用弧形樣板檢驗(yàn)，曲率應(yīng)控制在3mm以內(nèi)。

2.2組對質(zhì)量控制

2.2.1 底板組對質(zhì)量控制

底板由中幅板和邊緣板兩部分組成，中幅板鋪設(shè)從中心向兩側(cè)對稱進(jìn)行，先組對點(diǎn)焊短焊縫，長焊縫最后組對焊接，組對間隙保證5mm，且分布均勻。中幅板與邊緣板接觸部位焊縫稱為收縮縫，此處中幅板尺寸應(yīng)較理論直徑大1‰左右。邊緣板按照所布墊板位置進(jìn)行鋪設(shè)，邊緣板對接焊縫一側(cè)與墊板整道焊縫點(diǎn)焊，另一側(cè)只點(diǎn)焊外端400mm，且在焊縫內(nèi)端加焊連接板保證焊縫間隙。

2.2.2壁板組對質(zhì)量控制

采用正裝法施工，立焊縫不用點(diǎn)焊，采用對功能組裝卡具來調(diào)節(jié)間隙和錯變量，并采用圓弧板進(jìn)行剛性固定，防止焊縫發(fā)生角變形，立焊縫上部點(diǎn)焊熄弧板。每圈壁板焊接時預(yù)留一道立縫不組對焊接，待該圈壁板其余立縫焊接完成后再重新切割組對焊接，保證收縮余量。第一圈壁板組對時，垂直度、橢圓度和上口水平度尤為重要，這是保證整個槽壁垂直度和橢圓度的基礎(chǔ)，按照API650的要求，壁板水平度應(yīng)控制住±2mm以內(nèi)，垂直度偏差控制在±3mm以內(nèi)，橢圓度誤差控制在22mm以內(nèi)。

3.焊接質(zhì)量控制

3.1底板焊接質(zhì)量控制

中幅板的焊接工藝采用CO2焊+埋弧自動焊，CO2焊打底焊接，保證打底層厚度不低于5mm，目的是防止埋弧焊大電流、高熱輸入焊接時燒穿墊板，并保證CO2焊絲與墊板的良好熔合。邊緣板先焊接外側(cè)300mm，槽體大角焊縫焊接完成后再進(jìn)行剩余部分的焊接，全部采用CO2焊進(jìn)行焊接。

3.2壁板立縫焊接質(zhì)量控制

立縫焊接采用兩臺AT-DGL氣電立焊機(jī)異向同時施焊，焊縫通過正、背的水冷銅滑塊的冷卻作用可一次成形。焊縫采用V型坡口，可一次焊接成形，焊接前用同等弧度的圓弧板對立縫進(jìn)行剛性固定，有效地減少了焊接角變形。

3.3壁板環(huán)焊縫焊接質(zhì)量控制

環(huán)焊縫采用兩臺AT-DGH埋弧橫焊機(jī)同向等速退焊，橫焊縫坡口形式為不對稱的K型坡口，不對稱大小根據(jù)板厚及內(nèi)側(cè)清根量確定，組對間隙控制在1mm以內(nèi)。環(huán)焊縫焊接順序先焊外側(cè)焊縫，每焊完一層都要清理藥皮、夾渣，再填充、蓋面；外側(cè)焊完后，內(nèi)側(cè)采用磨光機(jī)清根，磨光機(jī)清根可有效地清除外側(cè)焊接時產(chǎn)生的氣孔、夾渣等，而且能很好的控制坡口形狀，清理合格后，進(jìn)行內(nèi)側(cè)焊縫的焊接。

3.4 大角焊縫焊接質(zhì)量控制

大角焊縫焊接在底圈壁板縱焊縫焊完后進(jìn)行，采用CO2焊。焊接前，在槽體內(nèi)側(cè)設(shè)置若干個斜撐，用以控制角焊縫焊接時引起的角變形對垂直度及收縮焊縫焊接的影響。先焊角焊縫外側(cè)，由多名焊工同向等速進(jìn)行多層焊接，外側(cè)角焊縫焊好后焊接內(nèi)側(cè)。

底板、壁板的焊接應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝指導(dǎo)書的工藝參數(shù)要求進(jìn)行施工，焊縫外觀質(zhì)量經(jīng)專職焊接檢驗(yàn)員檢驗(yàn)，應(yīng)符合API650的目檢要求。

4.結(jié)論

我公司將上述方法用于現(xiàn)場施工，在中信泰富西澳大型攪拌槽的制造中取得了預(yù)期的效果，筒體焊接質(zhì)量可靠，各項(xiàng)參數(shù)均滿足技術(shù)要求，受到業(yè)主及監(jiān)理的好評。隨著選礦用攪拌槽建設(shè)向大型化方向發(fā)展，將為今后類似結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量控制提供指導(dǎo)作用。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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