電廠煙囪用鈦鋼復(fù)合板焊接工藝分析

趙長清

摘 要：我國的電廠在新型技術(shù)的支持下在斷地發(fā)展，電廠的工作原理主要是將各種形式的原始能量通過一系列的過程轉(zhuǎn)化為電能以供運(yùn)輸用電以及固定設(shè)備使用，我國的電廠主要有蒸汽、水利、火力、柴油等幾種電廠，雖然其工作過程不同，但是無論是在哪一種電廠中，煙囪都是非常重要的裝置，與傳統(tǒng)的煙囪焊接工藝不同，現(xiàn)代一些電廠的煙囪采取鈦鋼符合板焊接的新型工藝，本文對這種焊接工藝進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：煙囪；鈦鋼復(fù)合板；焊接工藝

煙囪對電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起到重要的作用，煙囪的主要工作原理是：利用電廠內(nèi)以及電廠外的溫度差、風(fēng)壓以及熱壓，來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠排走電能轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的而煙氣，使電廠內(nèi)部的燃燒條件更佳，由于煙囪的特殊運(yùn)行性質(zhì)，其焊接工藝也在不斷更新，使用鈦鋼復(fù)合板這種新型材料進(jìn)行焊接煙囪是一種新工藝，本文對這種電廠煙囪的具體焊接過程進(jìn)行分析，希望給焊接電廠煙囪的技術(shù)人員提供參考。

1 焊接特點(diǎn)

在進(jìn)行對電廠煙囪使用鈦鋼復(fù)合板材料進(jìn)行焊接的過程進(jìn)行分析前，我們必須先對這種新型材料的特點(diǎn)有所了解，鈦鋼符合板中的鈦元素是一種十分特殊的金屬元素，它的化學(xué)性質(zhì)比其他的金屬元素更加活潑，用這種金屬制成的材料一般都有較好的韌性，極其耐腐蝕的特點(diǎn)，另外成型也相對比較快，十分適合被用作材料來使用，另外鈦元素具有極高的熔點(diǎn)，極大的比熱容，這就使得其導(dǎo)熱性比較差，當(dāng)外部環(huán)境的溫度升高后，鈦元素會發(fā)生變化，吸收空氣中的氮、氫以及氧等元素。即使在常溫的環(huán)境下，鈦元素也會與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在表面形成一層保護(hù)膜。當(dāng)溫度為250攝氏度時，開始吸收氧氫元素，溫度高達(dá)400攝氏度時，開始吸收氧元素，達(dá)到最高溫度650攝氏度時，開始吸收氮元素，此時開始發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，生成的間隙性的固溶液使得鈦的內(nèi)部晶體變得粗大，降低了可塑性。

使用這種鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行焊接時，溫度不斷升高，使鈦元素的化學(xué)性質(zhì)變得更加活潑，容易出現(xiàn)煙囪的焊接接頭的性能逐漸下降的問題，因此，焊接區(qū)域的氣體保護(hù)工作非常重要，必須避免有害的氣體侵入焊接區(qū)域，對于焊縫的研究也很重要。鋼與鈦不同，當(dāng)焊接時，會生成一種新的金屬化合物，因此為了避免焊接問題，兩種金屬的焊接工作必須單獨(dú)進(jìn)行，鋼板焊接時，要注重氣體保護(hù)措施，進(jìn)行鋼板焊接時，要采取手工焊接的焊接方式。

2 焊接前期的準(zhǔn)備

2.1 材料要求

鋼復(fù)合板及其配套的焊接材料，必須具有質(zhì)量證明文件；鈦鋼復(fù)合板應(yīng)符合GB/T 8547-2006 BR1級、鈦焊絲應(yīng)符合GB/T 3623-2007之規(guī)定； 焊接用的氬氣應(yīng)符合GB/T 4842的規(guī)定；鎢極直流氬弧焊接時，推薦采用鎢鈰電極，直徑為Φ3mm，其質(zhì)量應(yīng)符合GB4191的規(guī)定。

2.2 焊前準(zhǔn)備

進(jìn)入施工現(xiàn)場的復(fù)合板完全能夠滿足現(xiàn)場卷制、焊接的要求；鈦貼條焊接前，鈦復(fù)層的坡口區(qū)應(yīng)清洗，確保沒有污染。如果加工的坡口被污染，必須用丙酮進(jìn)行清洗或用機(jī)械方法（可用角向砂輪機(jī)，選用不銹鋼絲輪、刮刀）加以清理，再用潔凈白布蘸丙酮擦洗，清潔范圍離焊邊至少為50mm；鈦（TA2）貼條焊接前要進(jìn)行酸洗，若暫時不用應(yīng)妥善保管，確保不被污染；鈦復(fù)合板焊接按照GB/T 13149-2009《鈦及鈦合金復(fù)合鋼板焊接技術(shù)條件》執(zhí)行。

3 焊接工藝概況

3.1 焊工資質(zhì)

焊接操作人員必須具有相應(yīng)的資質(zhì)，焊工的施焊應(yīng)與其資格證書核準(zhǔn)的項(xiàng)目相符。

3.2 焊接工藝評定

試板焊接按JB 4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》進(jìn)行工藝評定， 施工方在首次焊接前或焊接條件發(fā)生重大變化時，應(yīng)重新進(jìn)行焊接工藝評定。

3.3 鈦貼條焊接

對于鈦貼條焊接，采用盡可能小的線能量。鈦材的傳熱速度相對比較慢，而在連續(xù)焊接過程中，較高溫度的焊縫及熱影響區(qū)則必然暴露于空氣中.這時鈦表面就會被迅速氧化。為了避免氧化，鈦材焊接時應(yīng)使用氬氣保護(hù)拖罩，確保熔池及熱影響區(qū)始終處于氬氣保護(hù)中。

4 焊接中的注意事項(xiàng)

定位焊縫不應(yīng)有裂紋、氣孔、夾鎢等缺陷，否則應(yīng)清除重新進(jìn)行焊接；焊接過程確保焊絲不被氧化，息弧后，焊絲紅熱端頭必須在噴嘴有效保護(hù)區(qū)內(nèi)停留至少1分鐘，焊絲呈銀白色，方可移開；焊接過程中應(yīng)特別防止鐵離子污染焊縫區(qū)。若出現(xiàn)熔深過大，可能產(chǎn)生焊縫熔化金屬與鋼的互熔時，應(yīng)立即停止焊接，查明原因；焊接施工時，盡量減少停頓次數(shù)，焊縫成型應(yīng)光滑、均勻，不得有氣孔、凹坑、咬邊、氧化等缺陷。筒體焊縫處襯鈦條前，應(yīng)將對接焊縫內(nèi)表面打磨平滑，不應(yīng)有凸臺或棱角以及影響襯里的其它缺陷，表面應(yīng)保持光潔、干凈。

5 質(zhì)量檢查

5.1 質(zhì)檢人員資質(zhì)

焊接質(zhì)量檢驗(yàn)人員應(yīng)經(jīng)必要的技術(shù)培訓(xùn)，能正確掌握焊縫質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)，而無損檢測人員則必須持有有效的國家法定機(jī)構(gòu)頒發(fā)的資格證書。

5.2 焊縫外觀質(zhì)量檢測

可用目測對焊縫外形尺寸及表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，允許成形后焊縫金屬高于貼條，但不宜超高0.5mm，外觀檢查率要求為100%；焊縫布局及外形尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求；焊縫成型應(yīng)均勻、致密、光滑向母材過渡，不得有裂紋、氣孔、夾鎢、未熔合以及咬邊、弧坑等缺陷，經(jīng)清除缺陷后的焊縫表面不得低于母材表面，否則要進(jìn)行補(bǔ)焊處理。

5.3 鈦焊縫區(qū)表面顏色檢查

由于電廠煙囪用鈦/鋼復(fù)合板焊接現(xiàn)場的施工條件所限，鈦焊縫和熱影響區(qū)表面的顏色以白色、淡黃色、淡藍(lán)色為合格，允許出現(xiàn)不超過單條焊縫總長度20%的深黃、深藍(lán)或紫藍(lán)色，但對于焊縫表面呈灰色或有白色粉狀物，則必須進(jìn)行返修。各種熱影響區(qū)顏色對應(yīng)焊縫質(zhì)量判定及處理方法如下表所示：

5.4 無損檢測

鋼焊縫射線檢測按GB/T 3323或JB/T 4730.2-2005規(guī)定的方法進(jìn)行，鈦復(fù)層焊縫按JB/T 4730.5規(guī)定的方法進(jìn)行滲透檢測。

6 焊接的周邊環(huán)境要求

焊接環(huán)境應(yīng)符合下述要求：風(fēng)速：氣體保護(hù)焊時不應(yīng)大于2m/s，其他焊接方法不應(yīng)大于10m/s；環(huán)境相對濕度不大于90%；施焊時應(yīng)有防風(fēng)、防雨、防暴曬等設(shè)施；焊件溫度低于0℃時，應(yīng)在始焊處80mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度不低于15℃。

結(jié)束語

鈦鋼復(fù)合板是非常適合進(jìn)行電廠煙囪的焊接工作的，其抗腐蝕的性能比較好，可以提升煙囪的質(zhì)量以及延長煙囪的使用壽命，減少在使用過程中對煙囪進(jìn)行維修保養(yǎng)時需要花費(fèi)的成本費(fèi)用，因此許多電廠已經(jīng)在焊接煙囪時，逐漸開始使用這種工藝。但是鈦鋼復(fù)合板的工藝有很多特殊的要求，焊接人員必須把握好這些要求，注意環(huán)節(jié)時的環(huán)境設(shè)置，加強(qiáng)原材料的清潔度，不但要在前期做好焊接準(zhǔn)備，焊接之后，還要對煙囪進(jìn)行質(zhì)量檢測，焊接人員要在焊接過程中積累經(jīng)驗(yàn)，完善這種焊接工藝。

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