熱風(fēng)爐爐殼焊接過程控制

王仿　王振　李艷艷

摘 要：熱風(fēng)爐在高溫下工作并承受一定的壓力，因此熱風(fēng)爐爐殼的焊接質(zhì)量直接影響著熱風(fēng)爐的安全使用和節(jié)能高效。因此在熱風(fēng)爐的建造過程中，焊接制作是保證熱風(fēng)爐質(zhì)量的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：熱風(fēng)爐；氣電立焊；自動(dòng)橫焊；焊接質(zhì)量

安鋼集團(tuán)公司工程技術(shù)分公司根據(jù)總公司承接1#高爐的四座熱風(fēng)爐的拆除重建。熱風(fēng)爐的生產(chǎn)過程中不斷承受高溫以及一定壓力，因此爐殼的質(zhì)量直接影響到熱風(fēng)爐的使用壽命。

1.爐殼的制作工藝

1.1爐殼的卷制

熱風(fēng)爐從上至下共分為20帶，每帶高度為1～2.5米，同時(shí)每帶爐殼又分四片進(jìn)行制作。先檢查原材料，測(cè)量沒快鋼板的厚度和尺寸是否符合要求并附有材質(zhì)證明。合格后根據(jù)圖紙進(jìn)行切割下料，然后進(jìn)行二次檢查，測(cè)量下料尺寸是否在允許誤差范圍內(nèi)。合格后按照排版圖順序用輥床壓成弧形并用事先準(zhǔn)備好的樣板檢測(cè)弧度是否合格。要求爐皮不貼合度小于1mm；輥壓符合要求后，加臨時(shí)角鋼支撐防止弧形板變形，進(jìn)行二次號(hào)料并切去加工余量。根據(jù)圖紙要求進(jìn)行邊緣處焊縫坡口加工。坡口制作采用半自動(dòng)切割機(jī)切割或刨邊機(jī)加工，要求坡口內(nèi)壁光滑，寬窄均勻，切割損傷位置補(bǔ)焊后用磨光機(jī)打磨干凈。

1.2爐殼組裝

爐殼分帶分片制作完后，設(shè)置組裝平臺(tái)并用水平儀驚醒抄平。爐殼在組裝平臺(tái)上按照從下網(wǎng)上的順序一帶一帶進(jìn)行組裝。在組裝中要注意以下幾點(diǎn)：①接頭處的錯(cuò)邊量，允許偏差±2mm；②接頭處的曲率半徑，用樣板檢測(cè)必須合格；③爐體母線垂直度，允許偏差小于本帶爐體高度的1/1000。

組裝完成后的爐殼需焊接內(nèi)襯板進(jìn)行固定，并用工字鋼分上下兩層按三角形對(duì)單塊爐殼內(nèi)表面進(jìn)行拉結(jié)加固防止變形；組裝不符合要求的進(jìn)行火焰矯正或是重新輥壓處理。必要時(shí)可使用倒鏈等工具進(jìn)行拉壓。組裝合格的爐體上標(biāo)注上0?、90?、180?、270?分度垂直素線作為現(xiàn)場(chǎng)安裝的就位標(biāo)記。

2.爐殼焊接工藝

2.1焊接方法及焊接材料

爐殼制作的主要焊縫類型、擬采用的焊接方法及焊接材料選用如下表：

2.2焊前準(zhǔn)備

（1）焊接工作由持有相應(yīng)項(xiàng)目、并在有效期限內(nèi)的焊工合格證的焊工承擔(dān)。焊接爐殼的焊工上場(chǎng)前必須通過焊接模擬考試。

（2）焊前進(jìn)行技術(shù)和安全交底。

（3）焊前，焊縫坡口及附近50mm范圍內(nèi)清除凈油、銹等污物。

（4）對(duì)接焊縫焊前設(shè)置引弧板、熄弧板，其材質(zhì)、板厚、坡口型式等同正式焊縫。手工電弧焊及CO2氣保焊的引出長(zhǎng)度不少于60mm；自動(dòng)焊引出長(zhǎng)度不少于100mm。

（5）定位焊采用手工電弧焊或CO2氣保焊，焊接要求同正式焊接。定位焊應(yīng)牢固可靠，定位焊不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。

（6）組裝時(shí)，應(yīng)將待焊工件墊置牢固，以防止在焊接和熱處理過程中產(chǎn)生變形和附加應(yīng)力。

（7）施焊前，復(fù)查組裝質(zhì)量、定位焊質(zhì)量和焊接部位的清理情況，如不符合要求，修正合格后方可施焊。

2.3焊前檢查

焊前對(duì)坡口精度（間隙、錯(cuò)邊）、坡口清潔度、焊工合格證、焊材、預(yù)熱溫度、施焊環(huán)境、焊接工裝設(shè)備進(jìn)行檢查，不符合規(guī)定的必須整改，不得施焊。

2.4焊接過程

上下兩帶爐殼安裝就位并經(jīng)測(cè)量合格后方可焊接。

堆焊：對(duì)于坡口間隙過大的部位，正式開焊前先進(jìn)行局部堆焊，以減小應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生。

由6～8名焊工均勻分布于圓周上，同時(shí)同向?qū)ΨQ分段退焊。采用多層多道焊。

內(nèi)側(cè)焊完后，外側(cè)清根，再焊外側(cè)。

在必要時(shí)進(jìn)行預(yù)熱以防止焊接裂紋產(chǎn)生，預(yù)熱采用智能溫控電加熱設(shè)備進(jìn)行。在一切焊前準(zhǔn)備就緒，電焊固定后，并將電加熱器固定在焊縫兩側(cè)，啟動(dòng)電加熱器對(duì)焊縫坡口及其兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱，以減緩焊縫區(qū)域的溫度梯度。

2.5焊后檢查矯正

焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)按《冶金機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范—煉鐵設(shè)備》YBJ208-85及《鋼制壓力容器》GB150-1998進(jìn)行，低碳鋼焊接完畢冷卻后即可進(jìn)行外觀檢查。低合金鋼焊縫焊接完畢24h后方可進(jìn)行外觀檢查。對(duì)接焊縫的外觀質(zhì)量檢查應(yīng)符合圖紙的設(shè)計(jì)要求。角焊縫的焊角高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定，其外形應(yīng)平緩過渡，表面不得有裂縫、氣孔、夾渣等缺陷，咬邊深度不得大于0.5mm。

焊接完成后，針對(duì)局部變形較大，橢圓度超標(biāo)的地方采用火焰加熱進(jìn)行矯正，根據(jù)壓成后的曲率與實(shí)際需要的曲率差距的大小，決定烘烤的部位、長(zhǎng)度、寬度等。同時(shí)要再次檢查爐殼的母線垂直度是否符合要求。

3.無損檢測(cè)

無損檢測(cè)在外觀檢測(cè)合格后并且在焊后24小時(shí)后進(jìn)行。按照要求進(jìn)行100%超聲波無損檢測(cè)，對(duì)不合格的部位進(jìn)行返修，并在返修后重新進(jìn)行檢測(cè)。超過兩次返修而檢測(cè)不合格的焊縫需切割掉重新進(jìn)行組裝焊接。

4.爐殼逐帶安裝

根據(jù)每代爐殼組裝后標(biāo)記的方位（0?、90?、180?、270?）確定爐殼的放置位置，并進(jìn)行找平、對(duì)照中心等。合格后進(jìn)行焊接，焊前準(zhǔn)備和焊前檢查等依據(jù)上述要求進(jìn)行。焊接完成后進(jìn)行對(duì)其安裝中心、標(biāo)高、變形量等進(jìn)行檢查，對(duì)存在的焊接變形采取火焰加熱進(jìn)行處理并在24小時(shí)后進(jìn)行超聲波無損檢測(cè)，嚴(yán)格確保每一帶爐殼的安裝質(zhì)量。

5.結(jié)語

按上述工藝進(jìn)行熱風(fēng)爐爐殼的輥制、組對(duì)、焊接、檢查后，整個(gè)熱風(fēng)爐的爐殼表面變形、截面圓度以及每帶爐殼的同心度等都符合驗(yàn)收要求。為保證熱風(fēng)爐的安全使用做好了良好的基礎(chǔ)，為生產(chǎn)的節(jié)能高效盡我們的一份力。

參考文獻(xiàn)：

[1]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）

[2]《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）

[3]《鋼制壓力容器焊接規(guī)范》（JBT4709-2007）

[4]《冶金機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范—煉鐵設(shè)備》（YBJ208-85）

[5]《鋼制壓力容器》（GB150-1998）