控制壓力容器管板焊接變形措施

1、預(yù)防熱交換器管板焊接變形措施熱交換器的制造中，往往由于管板剛性不足（管板較?。?、組裝與施焊的順序不當(dāng)、坡口形式、焊接熔敷量過大、焊接工藝參數(shù)選擇的不合理，易引起管板焊接變形。鑒于公司在制作熱交換器時(shí)，筒體與管板的焊接而引起的管板密封面的變形事故越來(lái)越多，有必要對(duì)管板組裝焊接進(jìn)行規(guī)范化操作。1 管板焊接變形1.1管板焊接變形的不利影響及的形式焊接變形造成的不利影響是導(dǎo)致管板密封不嚴(yán)，管子拉脫；管板焊接變形常見的有二種形式：（1）管板與殼體焊接后的角變形；（2）管板面拱形變形；（3）管板波浪變形。管板與殼體焊接后的角變形引起了管板面的拱形變形和管板面波浪變形。1.2管板焊接變形的原因管板焊接變形的

2、原因主要是由于筒體與管板焊接的橫向收縮變形在厚度方向上的不均勻分布引起的；管板與筒體的焊縫一般為單面單邊V型坡口，焊接時(shí)焊縫的背面和正面的熔敷金屬的填充量不一致，造成了構(gòu)件平面的偏轉(zhuǎn)，所以這種變形在客觀上是絕對(duì)存在的；管板與筒體焊接角變形主要由兩種變形組成，即筒體與管板角度變化和管板本身的角變形，前者相當(dāng)于兩個(gè)工件對(duì)接焊接引起的角變形，后者相當(dāng)于在管板上堆焊時(shí)引起的角變形；而焊接變形的大小的主要取決于管板的剛性、焊接線能量、坡口角度、焊縫截面形狀、熔敷金屬填充量焊接操作等因素有關(guān)；引起焊接變形的主要原因有以下幾方面：組裝與施焊的順序不當(dāng)；焊接方向不正確；焊接參數(shù)不合理，引起局部過熱；未采用適當(dāng)

3、的輔助措施。根據(jù)管板變形的原因及影響因素，由于管板焊接不能實(shí)現(xiàn)雙面焊，焊接時(shí)電流過大會(huì)引起燒穿傷及換熱管，所以管板與殼體的焊接應(yīng)考慮減少管板受熱和提高管板剛性以減少變形。2 控制壓力容器管板焊接變形的措施2.1冷作方面提高管板剛性，是減小管板與殼體角變形的措施之一，管板剛性越大，變形量越??；（1）設(shè)計(jì)方面，從防止焊接變形方面考慮，適當(dāng)提高管板的厚度，可進(jìn)一步提高管板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛性，控制焊接變形；（2）拉桿剛性固定法用6-15根帶螺紋的拉桿從管板面的換熱管孔中穿過，兩端采用螺母把緊，提高管板的剛性，以控制變形量；拉桿數(shù)量應(yīng)視筒體尺寸而定，拉桿的直徑不小于換熱管直徑的三分之二以上，例如換熱管直

4、徑為25，拉桿直徑既為16。拉桿從管板的外周向內(nèi)，在管板面上均布，拉桿數(shù)量如下：筒體直徑 拉桿數(shù)量（根）2000以上熱交換器 拉桿數(shù)不少于13根1000-2000熱交換器 拉桿數(shù)不少于10根1000以下熱交換器 拉桿數(shù)不少于6根（3）提高管板法蘭剛性減小變形對(duì)剛性小的結(jié)構(gòu)為了進(jìn)一步提高剛性，采用專用的夾具、支撐桿、管箱等等提高管板的剛性可以減小焊接變形；如帶管箱熱交換器，可將管箱法蘭與管板用螺栓螺母把緊，再進(jìn)行焊接（注意把管箱時(shí)必須按照設(shè)備管口方位進(jìn)行定位，否則會(huì)造成變形不一致的問題）；可以在管板和法蘭的側(cè)面采用螺栓或U型夾連接管板與防變形法蘭（固定板）的方法進(jìn)行提高管板的剛性，控制管板焊接角

5、變形。（4）管板留加工余量進(jìn)行焊后進(jìn)行二次加工對(duì)于小直徑薄管板（不銹鋼及較薄的管板，可增加管板厚度，留有焊后加工余量以便進(jìn)行二次機(jī)加工密封面。2.2 焊接接頭結(jié)構(gòu)和工藝防變形措施(1)合理選擇坡口角度坡口角度及施焊截面形狀對(duì)焊接接頭的角變形影響很大，坡口角度越大，焊接接頭上部及下部橫向收縮量差別就越大，引起的筒體與管板的角變形越大，坡口角度越大，填充金屬量越大，引起的管板變形越大，因此，如圖1，在保證焊透和的前提下，a角、h值應(yīng)盡量小，既減小焊接填充金屬量，減小變形。焊接坡口的角度控制在焊接工藝卡上反映。（2）合理選擇焊縫尺寸在保證接頭承載能力的條件下，設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量采用較小的焊縫尺寸，盡量減小

6、焊角高度。在焊接工藝上反映；（3）焊接層數(shù)在同樣焊接條件下，連續(xù)焊接時(shí)，焊接層數(shù)道次越多，角變形越大。因此，為了控制管板焊的焊接角變形，由于焊接采用多層多道間斷焊，因?yàn)楹附幼冃沃饕l(fā)生在焊接的前幾道次，隨焊接層道次的增加，焊接接頭的剛性增大，焊接變形將減??；（4）合理選擇焊接規(guī)范通過選用合理的線能量，在不用任何反變形或夾具的情況下同樣可以克服焊接變形，進(jìn)行管板焊接時(shí)，應(yīng)盡量采用小參數(shù)施焊，低的層間溫度，在層間溫度降到100以下再進(jìn)行后層道次的焊接，避免局部過熱引起熱變形。一般在焊接薄壁管板時(shí)，在氬弧焊打底后，應(yīng)采用3.2的焊條進(jìn)行填充和蓋面以控制焊接熱輸入；（5）焊接順序采用對(duì)稱施焊，對(duì)于有色

7、金屬板對(duì)接的焊接，應(yīng)采用直線運(yùn)槍的方法，不得橫向擺動(dòng)，焊接管板與筒體。管板與筒體焊接，在保證管板溶合的條件下，采用打底后水平壓道焊，即電弧直指殼體，在殼體上一層一道進(jìn)行水平壓道完成管板角焊縫的焊接，不得直接在管板與殼體進(jìn)行45°斜角焊，每層焊縫應(yīng)分段對(duì)稱進(jìn)行。每層焊縫應(yīng)錯(cuò)開180度。兩端各焊一層，交替操作，直至焊完。（6）要確保焊縫組隊(duì)間隙均勻，在施 圖3 管板焊接順序圖焊管板組合接頭打底焊時(shí)，氬弧焊分段進(jìn)行打底（不低于兩層），焊接速度和焊接填充量應(yīng)盡量均勻，保證打底質(zhì)量；2.3強(qiáng)制冷卻法對(duì)于非淬硬金屬可采用強(qiáng)制冷卻方式，來(lái)限制和縮小焊接熱場(chǎng)的分布，從而避免因受熱不均而引起變形。3人

8、員方面1工藝人員應(yīng)對(duì)換熱器的管板焊接作為工藝檢查和指導(dǎo)的工作重點(diǎn)，特別是現(xiàn)場(chǎng)的焊接指導(dǎo)工作；2部門領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)將管板的焊接工作當(dāng)作重點(diǎn)任務(wù)來(lái)安排，安排合適的人員并增加重視程度。安排工作時(shí)應(yīng)明確告知，管板焊接造成變形的危害性；3焊工班組應(yīng)加強(qiáng)管板焊焊接變形和防變形措施宣傳，冷作和焊接操作人員的技術(shù)素質(zhì)和操作技能，加強(qiáng)每一位冷作和焊接操作員工管板焊接變形的學(xué)習(xí)和防犯意識(shí)。4具體負(fù)責(zé)相關(guān)設(shè)備的冷作和焊接操作人員要有責(zé)任心，必須嚴(yán)格按照工藝和規(guī)范操作；相互間與工藝技術(shù)人員間加強(qiáng)交流，及時(shí)總結(jié)，提高防止管板焊接變形的理論、技能和經(jīng)驗(yàn)水平；對(duì)于上述措施，要求各部門嚴(yán)格按照要求執(zhí)行，凡沒有按照要求造成重大問題的，將追究其責(zé)任；對(duì)于提出改進(jìn)措施經(jīng)使用的人員將申報(bào)總經(jīng)理進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。 (4)組裝順序。將拉桿、定矩管、折流板組裝在管板上，然后穿管子，將管束裝入筒體并組對(duì)管板與簡(jiǎn)體，接著組對(duì)另一端管板與筒體，將管子引出管板，并調(diào)整伸出長(zhǎng)度。(5) 焊接管板與筒體。管板與筒體焊接，每層焊縫應(yīng)分段對(duì)稱進(jìn)行。每層焊縫應(yīng)錯(cuò)開180。兩端各焊一層，交替操作，直至焊完。(6) 從