CN102837107B - 300mw及以上高压加热器管头焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种300MW及以上高压加热器管头焊接工艺，由碳钢材质换热管穿接在20MnMo管板上焊接而成，采用带极堆焊技术在20MnMo管板的表面堆焊低碳钢层，堆焊后的管板保温、机加工，管板内孔堆焊表面倒角开坡口，将换热器管头***管板内孔进行装配定位，在管板堆焊层坡口处堆焊一层碳钢焊缝连接换热器管头，对换热管进行贴胀，在碳钢焊缝上再焊一层镍基金属焊层，完成所有管头焊接后，对相邻的三只管头间三角区进行补焊，补焊覆盖焊层完全覆盖低碳钢堆焊层。该工艺简单，精度配合要求不高，兼顾焊缝强度和耐腐蚀性能，焊接质量好。

Description

300MW及以上高压加热器管头焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，具体说是一种用于火力发电厂锅炉给水的高效节能的高压给水加热器的管头焊接工艺，属于热交换加热设备制造关键技术。
背景技术
高压加热器是电站辅机的主要换热设备，而300MW以上高压加热器由于其设计参数高，水室和壳程温差应力大，管头焊缝更易受到热应力的冲击，其制造的关键技术是管头的焊接。通常的焊接方法是采用管板自动氩弧焊机，以低碳钢焊丝作焊材对管口进行焊接，该焊接方法的缺点是焊缝不耐给水的冲蚀，同时焊缝本身较薄，长期使用后，特别是设备停运检修期间，焊缝锈蚀严重，导致焊缝强度不够产生泄漏，管头焊缝一旦泄漏，会造成管侧的高压水渗漏到汽侧，周围管束受高压给水冲击而泄漏管束增多，泄漏更加严重，必须紧急解列高加进行处理，大大降低了电厂的发电效率。
现有采用内孔焊接防止焊缝受给水冲蚀的技术，如专利号为CN200910305748.1的换热器中换热管与管板的内孔焊接方法，将换热管的焊接端搭接在管板的圆孔内，要求搭接时换热管的焊接端伸入圆孔内0.3-1.8mm，对其接缝处进行孔内和孔外焊接，孔内焊缝和孔外焊缝能较高地提高耐腐蚀性能，但内孔焊接对管与管板的精度配合要求较高，焊接工艺复杂，生产时间长、成本高，维护不便。
发明内容
为了克服原有技术中的不足，本发明提供了一种工艺简单，精度配合要求不高，兼顾焊缝强度和耐腐蚀性能，制作、维护方便的300MW及以上高压加热器管头焊接工艺。
本发明提供的技术方案是一种300MW及以上高压加热器管头焊接工艺，其特征是由碳钢材质换热管穿接在20MnMo管板上焊接而成，工艺步骤为：
1）、采用带极堆焊技术在20MnMo管板的表面堆焊低碳钢层，焊带材料为DT4A，规格为60×0.5mm，焊剂为HJ431，堆焊两层，每层焊后清渣，每层高度为4±0.3mm，设定电流为800-900A，电压为25-35V，焊接速度为10~15cm/min；
2）、步骤1）堆焊后的管板在580-640℃下保温4-5小时，机加工后保证堆焊层高度不低于5mm，对堆焊层表面进行无损检测；
3）、管板内孔堆焊表面倒角开坡口，将换热器管头***管板内孔进行装配定位，换热器管头伸出管板堆焊层表面3-4mm；
4）、采用管板脉冲自动氩弧焊机在管板堆焊层坡口处堆焊一层碳钢焊缝连接换热器管头，机头旋转725-750°，旋转速度为9-15cm/min，送丝角度为720°，0-360°脉冲电流为60/160A，送丝速度为8-20cm/min， 360°-720°脉冲电流为60/140A，送丝速度为40-60cm/min，焊丝为ER50-2或ER70S-2；换热器管头焊接完成后用超高液压胀管机对换热管进行贴胀，消除换热管与管板内孔之间的间隙；
5）、贴胀完成后，在步骤4）焊接的碳钢焊缝上采用管板脉冲自动氩弧焊机再焊一层镍基金属焊层，脉冲电流为50/130A，机头旋转375°，机头旋转速度为8-12cm/min，送丝角度为360°，送丝速度为60-70cm/min，焊丝采用ERNiCr-3；
6）、重复操作步骤4）、5）完成所有管头焊接后，采用手工钨极氩弧焊对相邻的三只管头间三角区进行补焊，焊丝采用ERNiCr-3，补焊覆盖焊层完全覆盖低碳钢堆焊层；
7）、进行无损检测。
与现有技术相比，本发明的优点是：步骤4）中，在0-360°焊接时，采用相对低的送丝速度既保证了焊缝脱氧要求，又能尽量增加熔深；焊丝采用ER50-2或ER70S-2，含较多强脱氧元素，能防止气孔产生，进一步提高焊接质量；步骤5）中，在碳钢焊缝的外面焊一层镍基金属，使碳钢焊缝既抗锈蚀，又耐给水的冲蚀，还消除了贴胀对碳钢层焊缝产生的残余应力，同时由于镍基材料的膨胀系数和碳钢的接近，大大减小了管程和壳程之间温差应力对焊缝的影响，延长使用寿命；步骤6）中，补焊完全覆盖低碳钢堆焊层，用以防水流冲坏管板堆焊层而影响到管头焊缝的质量。
附图说明
图1为本发明焊接结构示意图；
图2为图1的俯视图。
图中：管板1，换热管2，低碳钢堆焊层3，碳钢焊缝4，镍基金属焊层5，覆盖焊层6。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1、2所示，换热管2管头穿过20MnMo管板1的内孔，20MnMo管板1的水室侧表面上焊接低碳钢堆焊层3，换热管2管头与焊接有低碳钢堆焊层3的20MnMo管板1之间经坡口碳钢焊缝4焊接，碳钢焊缝4上焊接有镍基金属焊层5，每相邻的三只换热管2管头间三角区补焊有覆盖焊层6完全覆盖低碳钢堆焊层3。
一种300MW及以上高压加热器管头焊接工艺，步骤如下：
采用带极堆焊技术在20MnMo管板的表面堆焊低碳钢层，焊带材料为DT4A，规格为60×0.5mm，焊剂为HJ431，堆焊两层，每层焊后清渣，每层高度为4±0.3mm，设定电流为800-900A，电压为25-35V，焊接速度为10~15cm/min；
2）、步骤1）堆焊后的管板在580-640℃下保温4-5小时，机加工后保证堆焊层高度不低于5mm，对堆焊层表面进行无损检测；
3）、管板内孔堆焊表面倒角开坡口，将换热器管头***管板内孔进行装配定位，换热器管头伸出管板堆焊层表面3-4mm；
4）、采用管板脉冲自动氩弧焊机在管板堆焊层坡口处堆焊一层碳钢焊缝连接换热器管头，机头旋转725-750°，旋转速度为9-15cm/min，送丝角度为720°，0-360°脉冲电流为60/160A，送丝速度为8-20cm/min， 360°-720°脉冲电流为60/140A，送丝速度为40-60cm/min，焊丝为ER50-2或ER70S-2；换热器管头焊接完成后用超高液压胀管机对换热管进行贴胀，消除换热管与管板内孔之间的间隙；
5）、贴胀完成后，在步骤4）焊接的碳钢焊缝上采用管板脉冲自动氩弧焊机再焊一层镍基金属焊层，脉冲电流为50/130A，机头旋转375°，机头旋转速度为8-12cm/min，送丝角度为360°，送丝速度为60-70cm/min，焊丝采用ERNiCr-3；
6）、重复操作步骤4）、5）完成所有管头焊接后，采用手工钨极氩弧焊对相邻的三只管头间三角区进行补焊，焊丝采用ERNiCr-3，补焊覆盖焊层完全覆盖低碳钢堆焊层；
7）、进行无损检测。

Claims (1)

1.一种300MW及以上高压加热器管头焊接工艺，其特征是：由碳钢材质换热管穿接在20MnMo管板上焊接而成，工艺步骤为：
1）、采用带极堆焊技术在20MnMo管板的表面堆焊低碳钢层，焊带材料为DT4A，规格为60×0.5mm，焊剂为HJ431，堆焊两层，每层焊后清渣，每层高度为4±0.3mm，设定电流为800-900A，电压为25-35V，焊接速度为10~15cm/min；
2）、步骤1）堆焊后的管板在580-640℃下保温4-5小时，机加工后保证堆焊层高度不低于5mm，对堆焊层表面进行无损检测；
3）、管板内孔堆焊表面倒角开坡口，将换热器管头***管板内孔进行装配定位，换热器管头伸出管板堆焊层表面3-4mm；
4）、采用管板脉冲自动氩弧焊机在管板堆焊层坡口处堆焊一层碳钢焊缝连接换热器管头，机头旋转725-750°，旋转速度为9-15cm/min，送丝角度为720°，0-360°脉冲电流为60/160A，送丝速度为8-20cm/min， 360°-720°脉冲电流为60/140A，送丝速度为40-60cm/min，焊丝为ER50-2或ER70S-2；换热器管头焊接完成后用超高液压胀管机对换热管进行贴胀，消除换热管与管板内孔之间的间隙；
5）、贴胀完成后，在步骤4）焊接的碳钢焊缝上采用管板脉冲自动氩弧焊机再焊一层镍基金属焊层，脉冲电流为50/130A，机头旋转375°，机头旋转速度为8-12cm/min，送丝角度为360°，送丝速度为60-70cm/min，焊丝采用ERNiCr-3；
6）、重复操作步骤4）、5）完成所有管头焊接后，采用手工钨极氩弧焊对相邻的三只管头间三角区进行补焊，焊丝采用ERNiCr-3，补焊覆盖焊层完全覆盖低碳钢堆焊层；
7）、进行无损检测。
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