凝汽器管束穿脹焊

1、.摘要：本文著重介紹了某電廠(chǎng)600MW機(jī)組凝汽器不銹鋼管切、脹、焊的施工工藝，對(duì)施工過(guò)程的施工方法、施工要求、質(zhì)量控制要點(diǎn)及影響焊接質(zhì)量的因素作了論述。引言：凝汽器是電廠(chǎng)中重要的熱交換設(shè)備，根據(jù)對(duì)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(jī)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(shì)。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(biāo)準(zhǔn)，施工工藝只能參照鈦管執(zhí)行。工程概況：某電廠(chǎng)一期工程#2機(jī)組凝汽器為上海動(dòng)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。考慮排汽對(duì)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(jì)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(jì)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(lái)講，采用脹焊工藝相當(dāng)于上了雙保險(xiǎn)，更能保證其密封性能。從焊接工藝角度來(lái)講，焊前先脹好處有三：一是因?yàn)椴讳P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(huì)出現(xiàn)間隙，焊接時(shí)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(hù)，而凝汽器受結(jié)構(gòu)限制，不可能從管板里面進(jìn)行充氬保護(hù)，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(jī)定芯棒插入管子后防止管子的移動(dòng)。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(wú)級(jí)調(diào)控），利用制造廠(chǎng)提供的小復(fù)合管板進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、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(shí)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(shí)焊縫寬度及質(zhì)量效果最好。2、正式脹、切1.由于穿管時(shí)是從進(jìn)出水側(cè)向返回水側(cè)進(jìn)行穿裝，進(jìn)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(zhǎng)度（0.20.4mm），就可省去切、削兩道工序，只進(jìn)行脹接操作，所以盡量應(yīng)先從此側(cè)開(kāi)始正式脹管。2.由于穿管時(shí)管子露出管板的長(zhǎng)度不一，用木錘直接敲擊調(diào)整長(zhǎng)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(shí)踐證明：脹管時(shí)脹頭插入管子后只要輕輕頂住再開(kāi)始脹管（脹接全過(guò)程中都不要用力頂，控制好力度），且管子另一端需設(shè)

5、專(zhuān)人配合，這樣脹后管頭露出管板一般在0.20.4mm，達(dá)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(jìn)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(xì)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(guò)程中脹桿和脹子隨時(shí)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(diǎn)焊固定，以防在旋轉(zhuǎn)過(guò)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(shí)，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(gòu)置成品刀條，自己磨制刀頭，磨制的刀頭無(wú)固定形狀,完全根據(jù)自己的不斷摸索及積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，另外操作切管器時(shí)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(lái)回晃動(dòng)電鉆。實(shí)際效果：卷邊、毛刺、“崩口”現(xiàn)象基本消除，每個(gè)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(duì)管頭進(jìn)行削平時(shí)，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(guān)工藝。人工修理管頭卷邊、毛刺，工作量大且繁瑣。針對(duì)此種情況，一是盡量減小削平量，在

7、第一道切管工序時(shí)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(duì)削平器進(jìn)行改進(jìn)，將調(diào)節(jié)套筒內(nèi)徑車(chē)大11.5mm，刀頭長(zhǎng)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(dòng)的情況下因刀頭長(zhǎng)度長(zhǎng)度不夠而引起的卷邊、毛刺缺陷。8.一側(cè)施焊另一側(cè)嚴(yán)禁脹、切管操作，以保證焊接質(zhì)量。9.脹管過(guò)程中隨時(shí)用內(nèi)徑量表測(cè)量管內(nèi)徑，及時(shí)調(diào)整脹接參數(shù)，以避免出現(xiàn)過(guò)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(xiàn)性膨脹系數(shù)大，因此自由焊接時(shí)變形大，拘束焊接時(shí)又易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力?；诖嗽颍瑸楸ＷC高可靠的雙重氣密性，在脹管時(shí)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(dòng)脈沖鎢極氬弧焊機(jī)，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(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。2、焊接參數(shù) a 預(yù)送氣時(shí)間：2s b 滯后氣時(shí)間：5s c 直流脈沖電流選擇：PDC d 電流增量：1.0 e 預(yù)熔時(shí)間：2s f 預(yù)熔電流：30A g 峰值時(shí)間：0.09s h 峰值電流：100A i 基值時(shí)間：0.09s J 基值電流：20 K 焊接電流開(kāi)始衰減位置：365° l 電流衰減時(shí)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(yán)格按照規(guī)程進(jìn)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(yán)禁用手觸摸，暫時(shí)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(hù)眼鏡。4.不銹鋼管脹管時(shí)應(yīng)不存在欠脹或過(guò)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(jìn)行保護(hù)。6.由于不銹鋼的延伸性較好，切管時(shí)容易造成變形，如管口變了形，應(yīng)進(jìn)行校正后方可進(jìn)行脹焊7.起弧位置和收弧位置，從11點(diǎn)位置起弧，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周在過(guò)11點(diǎn)位置收弧保證其有重合，機(jī)頭焊嘴自動(dòng)返回到11點(diǎn)起弧位置（圖 2）。鎢棒與焊件的夾角以8&

10、#176;為宜，當(dāng)出現(xiàn)起弧困難時(shí)，實(shí)踐證明將一根銅絲在噴嘴纏繞數(shù)圈后，連在機(jī)頭固定噴嘴的導(dǎo)電部位，以改變電場(chǎng)，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(shí)進(jìn)行焊接時(shí)，不得同時(shí)焊接一根不銹鋼管。應(yīng)合理分區(qū)域進(jìn)行施焊。2.在一側(cè)進(jìn)行密封焊結(jié)束時(shí)，另一側(cè)才可進(jìn)行此管的脹管、割管、洗管等工作。3.為了防止焊接過(guò)程中的不銹鋼復(fù)合板產(chǎn)生變形，焊接時(shí)應(yīng)采用“之”字型跳焊法。（圖3）6、在焊接過(guò)程中，使用電流卡表測(cè)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(duì)策*;1）影響焊接質(zhì)量的因素與分析序號(hào)影響質(zhì)量因素分 析1焊接人員操作不好焊工經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，切經(jīng)過(guò)廠(chǎng)家、監(jiān)理、甲方三方認(rèn)可。（非要因）2焊口顏色發(fā)藍(lán)在焊口清潔度不夠，原因是開(kāi)始就沒(méi)有清理好或灰塵等的二次污染。（要因）3焊接過(guò)程中粘鎢極在模擬焊接過(guò)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(zhǎng)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(guò)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(jī)電流電壓等參數(shù)失穩(wěn)作業(yè)前焊機(jī)經(jīng)過(guò)檢查且有專(zhuān)人維護(hù)和修理。（非要因） 2）主要因素及對(duì)策序號(hào)要因?qū)Σ?焊口顏色發(fā)藍(lán)1.讓職工了解管口的清潔度對(duì)于焊接質(zhì)量的重要性。2.焊前使