凝汽器管束穿脹焊

1、.摘要：本文著重介紹了某電廠600MW機組凝汽器不銹鋼管切、脹、焊的施工工藝，對施工過程的施工方法、施工要求、質(zhì)量控制要點及影響焊接質(zhì)量的因素作了論述。引言：凝汽器是電廠中重要的熱交換設(shè)備，根據(jù)對循環(huán)水水質(zhì)的不同要求，凝汽器冷卻管束可選用銅管、鈦管及不銹鋼管。為了提高凝汽器的高可靠性、高氣密性，大型火力發(fā)電機組的凝汽器在淡水區(qū)域選擇不銹鋼管以成為目前的發(fā)展趨勢。由于此種凝汽器屬新工藝，在行業(yè)內(nèi)尚未有統(tǒng)一的施工標準，施工工藝只能參照鈦管執(zhí)行。工程概況：某電廠一期工程#2機組凝汽器為上海動力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的N380001型雙背壓、雙殼體、單流程、表面式、橫向布置的凝汽器，由低壓凝汽器A和高壓凝汽

2、器B組成。凝汽器冷卻管全部采用不銹鋼管，管板采用SA516Gr.70SA240 304L復(fù)合板?？紤]排汽對管束的沖擊影響，頂部及空冷區(qū)選用25× 0.7mm加厚管子，其余部位的管子規(guī)格為25× 0.5mm，共計41896根不銹鋼管。為保證密封性能不銹鋼管安裝采用先脹后密封焊的施工工藝，主要焊接工作量為不銹鋼管板的焊接，共有83792道管板焊口。脹、切工藝：按設(shè)計要求，凝汽器不銹鋼管與管板采用脹焊的工藝。從密封角度來講，采用脹焊工藝相當于上了雙保險，更能保證其密封性能。從焊接工藝角度來講，焊前先脹好處有三：一是因為不銹鋼管的管壁薄，僅0.50.7mm厚，如果不脹或欠脹，管子與

3、管板之間就會出現(xiàn)間隙，焊接時就有可能出現(xiàn)燒穿或未熔合等缺陷；二是不銹鋼管焊接需要背面氬氣保護，而凝汽器受結(jié)構(gòu)限制，不可能從管板里面進行充氬保護，采用先脹后焊，脹管后就能消除管子與管板孔之間的間隙，從而避免焊縫后面的氧化；三是能保證焊機定芯棒插入管子后防止管子的移動。1、試脹正式脹接前的試脹工作極為重要，它是培訓(xùn)職工練習(xí)脹切、掌握工具性能及脹接參數(shù)的有效途徑。本次脹、切工具選用合肥億訊產(chǎn)品（數(shù)字顯示、無級調(diào)控），利用制造廠提供的小復(fù)合管板進行試驗。經(jīng)過反復(fù)試驗、比較，最后確定：1.采用五珠軸承式脹管器效果較好，脹口不易出現(xiàn)卷邊。2.脹管電流控制在4.34.5A，管子脹薄率基本在46之間。3.根據(jù)

4、不銹鋼材質(zhì)本身固有的特性，切管及削平時采用低速電鉆配白鋼刀頭效果較好。4.管子露出管板0.20.4mm時焊縫寬度及質(zhì)量效果最好。2、正式脹、切1.由于穿管時是從進出水側(cè)向返回水側(cè)進行穿裝，進出水側(cè)的管頭未受損傷，管端仍保持原有的平齊狀態(tài)，只要控制好管子露出管板的長度（0.20.4mm），就可省去切、削兩道工序，只進行脹接操作，所以盡量應(yīng)先從此側(cè)開始正式脹管。2.由于穿管時管子露出管板的長度不一，用木錘直接敲擊調(diào)整長度不易控制，可用自制工具（銅質(zhì)）將管板所有管頭統(tǒng)一控制在0.5mm左右。實踐證明：脹管時脹頭插入管子后只要輕輕頂住再開始脹管（脹接全過程中都不要用力頂，控制好力度），且管子另一端需設(shè)

5、專人配合，這樣脹后管頭露出管板一般在0.20.4mm，達到焊接要求。3.每塊管板在整體脹接前，為防止管板發(fā)生變形，先進行“花脹”，分好區(qū)域（56組），每組控制在6080根。4.脹前用大功率吸塵器在脹接區(qū)域仔細清理管子內(nèi)部的顆粒物及雜物，此工序很重要，以避免在管壁上出現(xiàn)劃痕。5.脹接過程中脹桿和脹子隨時檢查、清理（一般在35根后清理），如有損壞必須立即更換，特別注意脹桿端部防脹子脫落的小螺母，最好在脹前將其點焊固定，以防在旋轉(zhuǎn)過程中脫落，造成將管子內(nèi)部劃傷。6.在用內(nèi)切管器切管時，管口容易出現(xiàn)卷邊、毛刺、斜口甚至“崩口”現(xiàn)象，且切510根后需更換刀頭。分析其原因：1、不銹鋼本身具有固有的“粘性”

6、。2、刀頭的材質(zhì)及切割部位的形狀。3、切管器的操作方式。采取的措施：選用白鋼刀頭，購置成品刀條，自己磨制刀頭，磨制的刀頭無固定形狀,完全根據(jù)自己的不斷摸索及積累的經(jīng)驗來確定，另外操作切管器時要水平頂在管板上且均勻用力前推電鉆，不得用猛力頂及來回晃動電鉆。實際效果：卷邊、毛刺、“崩口”現(xiàn)象基本消除，每個刀頭連續(xù)能切2030根管，重新磨刀后，可反復(fù)使用45次左右（刀頭反復(fù)使用受熱后，切割性能大大降低），所以刀條消耗量較大。7.在用削平器對管頭進行削平時，管口易出現(xiàn)卷邊、毛刺缺陷，此工序不合格必將直接影響焊接質(zhì)量及外觀工藝。人工修理管頭卷邊、毛刺，工作量大且繁瑣。針對此種情況，一是盡量減小削平量，在

7、第一道切管工序時將管頭伸出量控制在0.50.6mm最為適宜，此為關(guān)鍵；二是可對削平器進行改進，將調(diào)節(jié)套筒內(nèi)徑車大11.5mm，刀頭長度也要隨之加大，這樣可有效降低在管子橢圓或削平器晃動的情況下因刀頭長度長度不夠而引起的卷邊、毛刺缺陷。8.一側(cè)施焊另一側(cè)嚴禁脹、切管操作，以保證焊接質(zhì)量。9.脹管過程中隨時用內(nèi)徑量表測量管內(nèi)徑，及時調(diào)整脹接參數(shù)，以避免出現(xiàn)過脹、欠脹現(xiàn)象。10.不銹鋼管（TP304）采用先脹后焊工藝，而TP304屬奧氏體不銹鋼，其導(dǎo)熱系數(shù)低，線性膨脹系數(shù)大，因此自由焊接時變形大，拘束焊接時又易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力?；诖嗽?，為保證高可靠的雙重氣密性，在脹管時脹口處管壁脹薄率盡量控制在上限（

8、6），這樣在焊接產(chǎn)生變形后，僅憑脹口或焊口也不致產(chǎn)生泄漏。焊接工藝：1、焊接設(shè)備該工程采用EWA306型全自動脈沖鎢極氬弧焊機，采用不添焊絲的方式。焊接參數(shù)在控制箱面板上調(diào)整好后，施工人員只須操作遙控盒上各功能按鈕即可實現(xiàn)自動焊接。2、焊接參數(shù) a 預(yù)送氣時間：2s b 滯后氣時間：5s c 直流脈沖電流選擇：PDC d 電流增量：1.0 e 預(yù)熔時間：2s f 預(yù)熔電流：30A g 峰值時間：0.09s h 峰值電流：100A i 基值時間：0.09s J 基值電流：20 K 焊接電流開始衰減位置：365° l 電流衰減時間：4s m正向/反向旋轉(zhuǎn)：cw3、作業(yè)要求1.清洗工作是保

9、障焊接質(zhì)量的一道重要的工序，必須嚴格按照規(guī)程進行清洗。2.口清潔度以白綢布蘸酒精擦拭不染色為合格。加工及清洗完畢的管口嚴禁用手觸摸，暫時不焊的管口須用塑料薄膜覆蓋，以防污染。3.焊工須穿戴潔凈的白工作服和脫脂純滌手套及戴防護眼鏡。4.不銹鋼管脹管時應(yīng)不存在欠脹或過脹現(xiàn)象，應(yīng)使接觸面緊密。5.銑（削）后留在管口的毛刺必須清除，并清洗干凈，使用塑料薄膜進行保護。6.由于不銹鋼的延伸性較好，切管時容易造成變形，如管口變了形，應(yīng)進行校正后方可進行脹焊7.起弧位置和收弧位置，從11點位置起弧，順時針旋轉(zhuǎn)一周在過11點位置收弧保證其有重合，機頭焊嘴自動返回到11點起弧位置（圖 2）。鎢棒與焊件的夾角以8&

10、#176;為宜，當出現(xiàn)起弧困難時，實踐證明將一根銅絲在噴嘴纏繞數(shù)圈后，連在機頭固定噴嘴的導(dǎo)電部位，以改變電場，將起到易起弧和穩(wěn)弧的作用。5、焊接順序1.在前后管板同時進行焊接時，不得同時焊接一根不銹鋼管。應(yīng)合理分區(qū)域進行施焊。2.在一側(cè)進行密封焊結(jié)束時，另一側(cè)才可進行此管的脹管、割管、洗管等工作。3.為了防止焊接過程中的不銹鋼復(fù)合板產(chǎn)生變形，焊接時應(yīng)采用“之”字型跳焊法。（圖3）6、在焊接過程中，使用電流卡表測量了焊接電流如圖4所示：7、影響焊接質(zhì)量的因素與分析及對策*;1）影響焊接質(zhì)量的因素與分析序號影響質(zhì)量因素分 析1焊接人員操作不好焊工經(jīng)過培訓(xùn)，切經(jīng)過廠家、監(jiān)理、甲方三方認可。（非要因）2焊口顏色發(fā)藍在焊口清潔度不夠，原因是開始就沒有清理好或灰塵等的二次污染。（要因）3焊接過程中粘鎢極在模擬焊接過程中，鎢極與管口的間距未調(diào)整好。（要因）4焊口表面有毛刺確保脹、切管的質(zhì)量及管子露出管板的長度（要因）5焊口切偏6焊口脹接的接觸面不緊密7焊工誤操作操作過程單一枯燥，且焊口眾多需不斷重復(fù)，焊工易產(chǎn)生疲勞和煩躁情緒。（要因）8焊機電流電壓等參數(shù)失穩(wěn)作業(yè)前焊機經(jīng)過檢查且有專人維護和修理。（非要因） 2）主要因素及對策序號要因?qū)Σ?焊口顏色發(fā)藍1.讓職工了解管口的清潔度對于焊接質(zhì)量的重要性。2.焊前使