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压力容器焊接技术的应用

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《化工设备与管道》2016年第6期

摘要:近年来,我国国民经济发展水平不断提高,金属压力容器行业也得到了快速发展,新的经济发展形势对压力容器的质量提出了更高的要求。焊接技术在压力容器制造的过程中发挥着重要的作用,能够有效的提高压力容器的质量,满足经济发展的要求。为了改善我国压力容器制造技术落后的情况,相关制造单位在不断的引进先进技术,提高压力容器制造的效率和质量。本文主要对压力容器制造过程中焊接技术的应用进行了分析,研究提高压力容器制造水平的新技术。

关键词:压力容器;焊接技术;应用

1压力容器焊接技术概述

焊接技术就是在高温高压的外部环境作用下,通过焊接材料的运用将母料结合在一起的工作手法,在工业发展中有着非常广泛的应用。焊接技术能够有效的保证压力容器的密闭性和承压能力,实现大型化的压力容器制造。在压力容器的制造过程中,焊接工作占据着很重要的地位,焊接的工作量占据总工作量的41%左右,在大型压力容器中焊接工作量高达51%。目前,我国的焊接技术多种多样,对于不同的压力容器,需选择与之相应的焊接技术,以保证焊接质量能够满足生产作业的要求。

焊接技术在工业发展占据着重要地位,在压力容器的制造过程中应严格注意对焊接质量的控制,若焊接质量过低,可能会导致压力容器无法承载相应的压力,发生液体的泄露或者气体爆炸,将带来十分恶劣的影响,严重的危害人民群众的生命财产安全,焊接技术对压力容器的质量有决定性的影响。

2压力容器焊接技术的应用研究

2.1窄间隙埋弧焊技术

窄间隙埋弧焊技术主要应用于厚板焊接的领域,对于厚度超过100mm的母材焊接具有独特的优势,在压力容器的制造得到了越来越广泛的应用。窄间隙埋弧焊技术焊接材料的利用效率更高,能够有效的减少材料的使用量,在较短的时间内实现有效焊接。这种技术在焊接的过程中承受的应力小,出现变形的机率相对较低,与普通的宽坡口埋弧焊技术相比,具有低成本、高效率、高质量的优势。窄间隙埋弧焊技术在我国焊接领域已经发展的相对成熟,经过大量的实践表明,该项技术能够有效的提高压力容器的焊接质量,保证其在生产使用过程中的安全性能。

2.2接管自动焊接技术

(1)接管与筒体自动焊接。 随着科学技术水平的不断提高,工业生产不断的朝着机械化、数字化方向发展,自动焊接技术应用不能能够提高焊接工作的效率,也能够充分保障压力容器的焊接质量。接管与筒体的自动焊接,主要是通过马鞍形埋弧自动焊机实现。它能够根据接管内径与四连杆夹紧装置,输入相应的机械参数之后,机械设备按照一定的数学模型进行运作,实现自动化、机械化的焊接。马鞍形埋弧自动焊机还能够根据不同的焊接位置,进行多层连续焊接,实现内、外马鞍的自动焊接。同时该设备还具有断点记忆的功能,在焊接作业的过程中能够实现机械设备的自动复位。

(2)接管与封头自动焊接。在进行接管与封头自动焊接之前,要对自动焊机设备进行自动定心,通过设备自身的数据输入和运作,确定中心线的位置。自动定心相比于人工定心来说,不仅能够提高定心工作的效率,还能够有效的保证定心的准确程度。该项设备在焊接的过程,实现了对焊接工作的自动跟踪,通过输入相关的参数,对焊接部位进行有规划的自动焊接,有效的提高了压力容器的焊接质量。

(3)弯管内壁堆焊技术。由于工作环境的需要,某些压力容器的内壁要进行防腐蚀层的焊接,对于压力容器的直管部位,焊接相对比较容易,而弯管内壁由于具有特殊性,在内壁部位存在相应的角度,增加了焊接工作的难度。对于不同角度的弯管,根据其内壁的实际情况,需采用不同的焊接技术,目前我国对于弯管内壁的堆焊技术研究已经逐渐成熟。

1)30°弯管内壁堆焊。30°弯管的堆焊是通过借助焊机自身的五轴协调运作,根据预设的数学模型,焊机三轴运动进行自动焊接。在焊接的过程中,工件运作与焊机的摇摆幅度相协调,保持运行速度的稳定不变。每当焊接完成一圈之后,需要对摆角位置进行变动,在移动焊机之后重新进行自动定位。在内壁堆焊的过程中,需注意对焊机摇摆幅度的控制,一般情况下,摇摆幅度由小到大进行调整,焊机工作进入收尾部分是,再次将幅度调小,保证内壁焊接的结构和层次。在弯管内壁堆焊时,需应用数学模型对所需的参数进行计算。尽量选用具有自动追踪和断点记忆功能的焊机,其机械设备能够自动复位,保证焊接过程的顺利进行。

2)90°弯管内壁堆焊。90°弯管内壁堆焊的施工技术难度较大,在过去技术水平相对落后的情况下,是仿照30°弯管的施工操作流程进行焊接。因此,在进行90°弯管堆焊之前,需将弯管切割成三部分,依次进行防腐层焊接之后,再将弯管连接在一起,这样的堆焊方式不仅操作复杂,过程繁琐,焊接的效率也十分低下,在焊接过程中也容易存在安全隐患。如今,已经研制出专门用于90°弯管内壁堆焊的焊接设备,主要是运用弯管母线的纵向结构,通过二维变位机对焊接点进行旋转焊接。这种焊接方式大大提高到了压力容器内壁焊接的效率与焊接质量。

(4)激光复合焊接。激光复合焊接是近几年发展起来的新型焊接技术,这种焊接技术逐渐取代了对钨极填丝氩弧焊技术。钨极填丝氩弧焊技术的焊接质量较为稳定,在焊接的过程中无焊接材料飞溅的现象,接头性能良好,一度得到广泛应用,但是这种焊接技术的工作效率低下,在特定的施工环境中焊接质量不能得到有效的控制,制约了压力容器质量的提高。激光复合焊技术通过激光器的使用,具有焊接效率高、承受的热应力较小,不易发生焊接形变等优点,能够保证压力容器焊接外部的美观,提高焊接质量。同时,激光复合焊接技术操作简便,焊接的返工率很低,保证了压力容器的安全性能。

3结束语

综上所述,压力容器在现代工业建设的过程中发挥着重要的作用,提高压力容器的质量能够有效的促进工业生产的安全。近年来,随着科学技术水平的不断发展和新技术的引进,我国的焊接技术的水准不断提高,焊接技术不断向数字化、机械化、自动化的方向发展,为大型压力容器的制造提供了技术支持。通过新型焊接技术的应用,有效的提高了压力容器的质量,对我国工业制造的发展有着积极的促进作用。

参考文献:

[1]欧亚.浅析压力容器的焊接技术[J].化学工程与装备,2014(03)

作者:张国精;马永建 单位:山东菏泽华昌机械科技有限公司

化工设备与管道杂志责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次
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