循環(huán)水管現(xiàn)場預制自動埋弧焊焊接工藝應用研究分析

循環(huán)水管現(xiàn)場預制自動埋弧焊焊接工藝應用研究

Summary:管道埋弧焊接具有高效率、焊縫質(zhì)量高等優(yōu)勢。在循環(huán)水管道加工配制中是眾多非標件配制中焊接工作量最大，且加工施工周期長的一項工作，由于傳統(tǒng)手工電弧焊的勞動強度大、工作效率低、人工成本高、質(zhì)量工藝不穩(wěn)定等因素已經(jīng)逐步不能滿足現(xiàn)在大容量機組建設的需要，若采用自動埋弧焊技術能夠很好地提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，對電力施工企業(yè)來說有著積極的現(xiàn)實意義。Keys:管道；循環(huán)水管道；自動埋弧焊廣東某電廠二期2×1000MW燃煤機組擴建工程位于河源市，承建工程為二期3號機組安裝工程。循環(huán)水管道布置在汽機房A排外-5.2m，整個系統(tǒng)主要由汽機房A排外循環(huán)水管進、回水鋼管段、泵房前出水管鋼管段、冷卻水塔回水鋼管段、冷卻水塔聯(lián)絡鋼管段組成。由于循環(huán)水管道本身重量大、管壁厚，所以隨之所對應的對焊接質(zhì)量要求、焊接效率等要求就多，本機組循環(huán)水管道約630米總重約1400T。河源常規(guī)火電3號機組對循環(huán)水管道工藝采用新的工具、新工藝，填補了火電大型機組對埋弧焊接工藝的空白，節(jié)省了材料、人工等相關費用。1火電廠循環(huán)水管道配制現(xiàn)狀在現(xiàn)場需要配制的循環(huán)水管道：從泵房至汽機房再到冷卻水塔主管道（型號：φ3820×28mm）長約367米，焊縫長度約為4771米（按直管段估算，其中直焊縫367米，環(huán)焊縫4404米）；冷卻水塔聯(lián)絡鋼管（型號：φ2840×20mm)長256米，焊縫長度為2560米（按直管段估算，其中直焊縫256米，環(huán)焊縫2304米）；支管（型號：φ2220×20mm)長6.6米，焊縫長度78米（按直管段估算，其中直焊縫6米，環(huán)焊縫72米）。為了滿足施工進度和工藝要求，河源發(fā)電廠循環(huán)水配制進行了革新，經(jīng)領導反復論證，在借鑒工廠化配制管道焊接技術的基礎上，結合現(xiàn)場實際施工條件采用十字選臂自動埋弧焊機，配合自調(diào)整滾輪架完成循環(huán)水管道直焊縫和環(huán)焊縫的焊接工作。2方案及對比名稱焊接方法一焊接方法二優(yōu)缺點埋弧焊相對于其他焊接方法的優(yōu)點：1)能夠以高的焊接速度和熔敷效率完成大厚件的對接、角接和搭接焊縫。2)埋弧焊劑具有脫氧還原和向焊縫中滲合金作用，可以得到力學性能優(yōu)良、致密性高的優(yōu)質(zhì)焊縫金屬。3)埋弧焊過程中沒有飛濺，熔敷效率高，焊縫表面光滑整潔。4)焊接過程中沒有弧光，焊工勞動條件好。5)焊接過程中產(chǎn)生很少的煙塵。6)埋弧焊可以采用大的焊接電流、電壓和焊接速度，容易實現(xiàn)自動化焊接，焊接參數(shù)調(diào)整范圍廣，生產(chǎn)

效率高。7)埋弧焊對風不敏感，因此最適合野外管道預制。埋弧焊的缺點：1)埋弧焊只適合平焊和橫焊位置焊接。2)設備占地面積大，一次性投入高。3)由于看不到焊絲和熔池，焊工不容易判斷焊道位置和寬度，最后一道焊道不容易焊出理想焊道。4)對需要嚴格控制熱輸入的材料的焊接，要采取必要的降溫措施手弧焊的優(yōu)點：使用的設備簡單，方法簡便靈活，適應性強，對大部分金屬材料的焊接均適用。缺點：生產(chǎn)率較低，特別是在焊接厚板多層焊時，焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定；可焊最小厚度為1.0mm，一般易掌握的最小焊接厚度為1.5mm；對焊工的操作技術要求高，焊接質(zhì)量在一定程度上決定于焊工的操作技術；對于活潑金屬（Ti、Nb、Zr等）和難熔金屬（如Mo）由于其保護效果較差，焊接質(zhì)量達不到要求，不能采用手弧焊。另外對于低熔點金屬（如Pb、Sn、Zn）及其合金由于電弧溫度太高，也不可能用手弧焊。焊接過程中容易產(chǎn)生飛濺及煙塵火花，對風敏感在室外管道預制時要注意防護。人員投入焊好一個焊縫需投入焊工2人，用時4.5小時焊好一個焊縫需投入焊工2人，用時2天對比分析對大口徑循環(huán)水管，每天兩位自動焊焊工（按照8個小時計算），可完成環(huán)焊縫2道、直焊縫5道，焊口長度約為72米（管道焊口成型是里外兩面焊接），是傳統(tǒng)手工電弧焊效率的5~6倍對大口徑循環(huán)水管，每天兩位焊工（按照8個小時計算），可完成環(huán)焊縫內(nèi)環(huán)1道、直焊縫2道，3埋弧焊的工藝定制與工藝試驗循環(huán)水管材質(zhì)為碳素鋼,牌號為國產(chǎn)A3鋼（Q235B）。焊接材料,焊絲牌號CHW-S1,焊劑CHF101。制定焊接工藝,根據(jù)δ=28的鋼板,由于埋弧焊的熔深能力大,制定出符合我們施工單位省工時,省材料,施工速度快,焊縫質(zhì)量好具有特色的焊接工藝，且內(nèi)外環(huán)縫雙面成型焊縫，焊材與母材易熔。工藝試驗,首先在鋼板上多次的進行電流、電壓、焊接速度胎架轉動速度及送絲速度等參數(shù)的工藝試驗，根據(jù)試驗焊接得到的焊縫,對焊縫的表面成型，焊縫熔深及焊縫的內(nèi)部質(zhì)量,多次的進行調(diào)整各項參數(shù)的試驗,直至獲得滿意的焊縫質(zhì)量。焊接電流：由于鋼板厚度最厚達28mm,因此焊接電流的調(diào)節(jié)是確保焊縫質(zhì)量的主要參數(shù)。在環(huán)縫焊接時,熔深必須達到極厚的二分之一,當電流過大時易出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象所以把電流一般控制在450-550A,在外環(huán)縫焊接時,增加電流至500-600A，使之熔深達到板厚的三分之二，保證了接頭全部熔透避免產(chǎn)生未焊透缺陷。電弧電壓：焊接弧壓的變化,影響了熔寬的尺寸,由于埋弧焊焊接機頭位置一直保持位置不變管道配合滾輪轉動，因此在環(huán)縫焊接時弧壓相對穩(wěn)定控制在30-35V，（而不像傳統(tǒng)手工焊接需頻繁移動）焊縫成形寬度為13-18mm。導電嘴送絲速度：內(nèi)外環(huán)縫焊接時,由于所用電流不同,因此焊絲的熔化速率也不同,所以在內(nèi)環(huán)縫焊接時送絲速度要比外環(huán)縫慢一些,內(nèi)環(huán)縫送絲速度為30cm/s外環(huán)縫送絲速度為35cm/s4焊接效果對比循環(huán)水焊接工作的進度與焊接后的質(zhì)量直接關系著整個循環(huán)水系統(tǒng)的進度與機組的使用壽命。如果組對循環(huán)水焊接工藝及工具還使用傳統(tǒng)手工焊接，焊接后的焊縫一次合格率特低，加之手工焊接所用時間長、勞動強度大等不利因素導致對循環(huán)水安裝工期大幅加長，焊接操作過程中對手工焊接質(zhì)量工藝精度難以控制，進而影響了電廠安裝工作的進度。表13820*28焊口埋弧焊與手工焊接的數(shù)據(jù)對比埋弧焊焊道1焊道2焊道3合格率耗時（h）焊接人員內(nèi)環(huán)焊縫（min）45454596％2.252外環(huán)焊縫（min）45454596％2.252手工焊接內(nèi)環(huán)焊縫（min）22522522580％11.252外環(huán)焊縫（min）22522522580％11.252根據(jù)表焊接效率對比分析，按照焊接工藝要求對焊接參數(shù)進行設置，對現(xiàn)場焊接的試樣進行檢驗，結果完全能滿足環(huán)形焊縫和直焊縫的焊接工藝要求，針對φ3820×28mm大口徑循環(huán)水管，每天兩位自動焊焊工（按照8個小時計算），可完成環(huán)焊縫2道、直焊縫5道，焊口長度約為72米（管道焊口成型是里外兩面焊接），是傳統(tǒng)手工電弧焊效率的5~6倍。自動埋弧焊縮短了焊接工期、節(jié)省了大量人力及物力的投入，節(jié)省了人工費與材料費，相應節(jié)省了安裝成本，同時焊接質(zhì)量也有可靠的保障。結論：綜上所述,自動埋弧焊是焊接大直徑循環(huán)水管的一種好的焊接方法,有著高效力,省材料,焊接質(zhì)量好等優(yōu)等點，通過對循環(huán)水管的焊接,進一步的看到了自動埋弧焊的焊接前途。從焊接鋼板到滾動的循環(huán)水管所使用的新工藝積累了一定的施工經(jīng)驗,為電站建設施工中,推廣、應用取得了很好的經(jīng)驗和經(jīng)濟效益。Reference：[1]廉江.H-TIG熱絲氬弧自動焊接工藝在工藝管道預制中的應用[J].石油化工建設,2021,43(03):52-53+58.