空冷換熱器制造關(guān)鍵過程控制及檢驗(yàn)要點(diǎn)

鄒捷

江西方舟流體科技有限公司 江西吉安 343100

1 概述

空冷換熱器廣泛應(yīng)用于石油，化工，電力等領(lǐng)域，隨著國(guó)內(nèi)制造能力的不斷提高，國(guó)產(chǎn)空冷換熱器已進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，對(duì)空冷換熱器產(chǎn)品的質(zhì)量提出了嚴(yán)格的要求。對(duì)于主要制造過程的質(zhì)量控制而言，這一點(diǎn)尤為重要，并且必須充分了解檢查點(diǎn)以確保產(chǎn)品質(zhì)量。

2 個(gè)主要過程控制和檢查點(diǎn)

2.1 原材料驗(yàn)收

金屬結(jié)構(gòu)材料和焊接材料的化學(xué)成分和性能直接影響空冷熱交換器的運(yùn)行特性和使用壽命。材料生產(chǎn)設(shè)備必須提供完整準(zhǔn)確的質(zhì)量證明，所有理化特性必須符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。為了制造用于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的壓力組件和材料，必須分批處理原材料。測(cè)試。確保材料的性能指標(biāo)符合適用標(biāo)準(zhǔn)的要求[1]。材料的驗(yàn)收項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求確定，主要項(xiàng)目為材料型號(hào)，品牌爐，批號(hào)，化學(xué)成分，機(jī)械性能，耐蝕性，高溫或低溫韌性等。對(duì)于首次使用的壓力材料，還必須根據(jù)適用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行金屬焊接測(cè)試和焊接工藝鑒定測(cè)試。

2.2 承壓焊縫過程控制及檢驗(yàn)

焊前檢查包括：①基本材料質(zhì)量檢查：檢查材料質(zhì)量證明書和復(fù)檢單，以確保化學(xué)成分，機(jī)械性能和表面質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，檢查領(lǐng)料單，并確保領(lǐng)料正確。檢查材料上的原始標(biāo)記，并確保標(biāo)記植入正確。②焊接材料質(zhì)量檢查：檢查焊接材料質(zhì)量證明書和復(fù)檢單，以確?；瘜W(xué)成分，機(jī)械性能和表面質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，符合工藝文件的要求，檢查選擇清單，檢查領(lǐng)料。確保正確，焊接材料的原始標(biāo)記清晰，更換焊接材料時(shí)有批準(zhǔn)程序。③檢查凹槽，確保凹槽的形狀和尺寸符合要求，并檢查表面質(zhì)量，例如表面粗糙度和清潔度。④焊縫裝配質(zhì)量檢查：檢查坡口間隙，位移，坡口角度等是否符合要求，對(duì)接接頭是否牢固，壓焊和焊縫質(zhì)量是否符合要求[2]。⑤焊接前進(jìn)行預(yù)熱檢查，以確保預(yù)熱方法，預(yù)熱溫度和預(yù)熱范圍符合要求。⑥焊接質(zhì)量檢驗(yàn)，請(qǐng)確保焊接機(jī)具有合格證，合格項(xiàng)目與有效期內(nèi)所含產(chǎn)品相符。

焊后檢查主要包括：①外觀檢查，焊縫表面尺寸和表面缺陷檢查，焊縫表面清潔檢查。②無損檢測(cè)，按照?qǐng)D紙和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的無損檢測(cè)。

2.3 無損檢測(cè)

空冷式熱交換器的無損檢測(cè)要點(diǎn)如下。

（1）考慮到熱處理會(huì)改變質(zhì)量，例如裂紋和其他缺陷（在這種情況下為成組焊接），因此在熱處理之前和之后，必須對(duì)焊接零件進(jìn)行熱處理。熱處理前對(duì)原材料的無損檢測(cè)主要用于評(píng)估原材料的質(zhì)量，熱處理后對(duì)原材料的無損檢測(cè)是選擇熱處理過程中質(zhì)量發(fā)生變化的零件。這兩項(xiàng)測(cè)試旨在確保產(chǎn)品質(zhì)量，但是先前的測(cè)試可以選擇合格或有缺陷的產(chǎn)品，從而節(jié)省熱處理過程中的能源和勞動(dòng)力并確保合格。原材料進(jìn)入后續(xù)的熱處理過程。后者的非破壞性測(cè)試是選擇在熱處理過程中質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化的零件，以確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)，測(cè)試結(jié)果還可以為改善熱處理工藝提供基礎(chǔ)，這一點(diǎn)非常重要。

（2）由于氫的存在，某些高強(qiáng)度鋼焊接會(huì)延遲開裂，因此應(yīng)考慮進(jìn)行無損檢測(cè)的時(shí)間。如果在焊接后立即進(jìn)行非破壞性檢查，則尚未出現(xiàn)裂紋并且無法檢測(cè)到裂紋。對(duì)于這種類型的鋼焊接，焊接后數(shù)小時(shí)內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)裂紋，并且裂紋會(huì)隨著時(shí)間的流逝而擴(kuò)展，因此必須在焊接前一天進(jìn)行焊接部件的無損檢查。

3 管板焊接工藝

3.1 合理選擇焊接方法

空冷器管-管板開展焊接工作應(yīng)該采用焊接工藝評(píng)定的相關(guān)參數(shù)，按照實(shí)際情況進(jìn)行焊接區(qū)域的劃分，然后再確定各個(gè)管的位置，一般情況下劃分為4 個(gè)焊接區(qū)域，每個(gè)區(qū)域中焊接單元設(shè)置3個(gè)管孔，以管板中心為原點(diǎn)，距離管板中心最近的地方首先開始焊接，然后錯(cuò)相鄰單元完成另外單元的焊接工作，向外不斷推進(jìn)直到焊接到區(qū)域的最外側(cè)單元，最后以對(duì)稱的方式進(jìn)行其他區(qū)域的焊接作業(yè)，這樣就完成了全部區(qū)域的第一遍焊接，接下來按照同樣的方式完成第二遍焊接。在焊接過程中，應(yīng)該合理的控制熱量應(yīng)力，使其能夠最大限度的降低，并且需要減輕應(yīng)力對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的作用力，避免焊縫出現(xiàn)形變，提升空冷器管-管板的焊接質(zhì)量，空冷器管-管板一般采用鎢極氬弧焊或焊條電弧焊方法焊接。

3.2 對(duì)焊接過程的有效控制

空冷器管-管板的焊接作業(yè)中，首先需要對(duì)焊接的工藝和時(shí)間進(jìn)行有效控制，提前制定工作方案，并嚴(yán)格按照工作方案進(jìn)行施工，對(duì)焊接長(zhǎng)度的合理性進(jìn)行檢查，不能出現(xiàn)隨意更換焊接位置的狀況。同時(shí)在焊接過程中，還要注意對(duì)焊接速度的控制，焊條需要在四孔三角區(qū)域內(nèi)進(jìn)行熄弧，引弧也需要在三角區(qū)域內(nèi)完成，對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行詳盡的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取補(bǔ)焊等補(bǔ)救措施，然后進(jìn)行二次焊接，這樣可以有效的提升焊接處的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 焊接試驗(yàn)

在開展空冷器管-管板焊接時(shí)，如情況允許則應(yīng)該開展試驗(yàn)試件，通過試驗(yàn)的方式選擇合適的焊接方法。根據(jù)《壓力容器》相關(guān)規(guī)定的要求，科學(xué)選擇空冷器管及管板的尺寸，并進(jìn)行合理的布局。接頭可以采用端面環(huán)形焊接的方式，管段伸出管控的長(zhǎng)度不得高于2mm，通過對(duì)伸出管孔長(zhǎng)度的有效控制，可以降低管壁過燒發(fā)生的概率[3]。在進(jìn)行空冷器管-管板的焊接過程中，鎢極氬弧焊可采用脈沖焊接方式，可以有效的降低熔池時(shí)間和試件的冷卻時(shí)間，并且能夠產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的電弧挺度，便于集中能量作用于焊接接頭處。在焊接試驗(yàn)過程中，需要對(duì)鎢級(jí)進(jìn)行有效的控制，對(duì)于寬度較小的焊縫以及較大的熔深應(yīng)該采用尺寸為2.5mm 的鎢極，這樣才能夠保證焊接作業(yè)的需求。此外，在焊接作業(yè)時(shí)，應(yīng)以起焊點(diǎn)為中心沿順時(shí)針的方向開展工作，鎢級(jí)與管軸線的夾角應(yīng)小于20°，因?yàn)槿羰菉A角過大，會(huì)造成空冷器管壁過熱，出現(xiàn)燒毀的狀況。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和制造方法的不斷改進(jìn)，風(fēng)冷換熱器產(chǎn)品的質(zhì)量保證面臨著更大的挑戰(zhàn)，因此有效控制制造核心過程檢查可以挑戰(zhàn)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)并提供家用風(fēng)冷換熱器。空冷器管-管板焊接工藝主要分為兩個(gè)部分，分別為焊接順序和管端焊接，應(yīng)采取有效的措施對(duì)焊接過程進(jìn)行控制，提升焊接質(zhì)量，保證空冷器管-管板之間連接的穩(wěn)定性。通過對(duì)換熱管與管板焊接工藝的不斷研究、發(fā)展，管端焊接可靠性有著質(zhì)的飛躍，但仍然面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)，因此只有通過不斷的探索創(chuàng)新、課題攻關(guān)，才能使國(guó)產(chǎn)空冷器立足于國(guó)際市場(chǎng)。