CN111112952A

CN111112952A - 一种锅炉集箱管座整体成型工艺

Info

Publication number: CN111112952A
Application number: CN201911396544.3A
Authority: CN
Inventors: 张玮; 王林森; 张涛
Original assignee: Dongfang Boiler Group Co Ltd
Current assignee: Dongfang Boiler Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明公开了一种锅炉集箱管座整体成型工艺，包括以下步骤：A）在筒体上划管孔的内径线及管座的内径线、外径线和管座制作范围线；B）在筒体上按内径线加工出管孔；C）将金属打印材料采用3D打印方式按照管座的内径线、外径线及制作范围线在筒体上将管座整体制作成型，包括管座筒体及根部加强过渡段；D）对管座整体进行100%无损检验；E）管座整体成型后热处理；本发明不仅前期准备工作量小、自动化程度高、劳动强度低及加工效率高，并可改善作业环境，提高产品质量的稳定性和可靠性。

Description

一种锅炉集箱管座整体成型工艺

技术领域

本发明涉及一种锅炉集箱管座的成型工艺。

背景技术

集箱是电站锅炉重要的承压部件，其筒身上布置有较多的直径为φ100mm~φ355.6mm、壁厚为10~75mm的管座，通常是采用锻件或采用无缝钢管加工成管座，再采用焊接的方式连接到集箱筒体上；如图1所示，由于其焊接坡口为马鞍形坡口，焊缝马鞍落差大，肩部焊缝5和腹部焊缝6横截面相差很大，焊接填充量极不均匀，焊道布置难度大，焊缝成形控制要求高，施焊难度很大。因此，通常采用“手工钨极氩弧焊装点、打底+手工电弧焊填充盖面”或“手工钨极氩弧焊装点、打底+手工电弧焊过渡+气体保护焊填充、盖面”等手工或半自动的焊接操作方式，不仅前期准备工作多、自动化程度低、劳动强度大、效率低及施焊环境差，而且焊接质量的好坏完全取决于焊工的操作水平和责任心，产品质量的稳定性和可靠性难以保证。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种锅炉集箱管座整体成型工艺，它不仅前期准备工作量小、自动化程度高、劳动强度低及加工效率高，并可改善作业环境，提高产品质量的稳定性和可靠性。

为了达到上述目的，本发明的一种锅炉集箱管座整体成型工艺，其特征在于包括以下步骤：A）在筒体上划管孔的内径线及管座的内径线、外径线和管座制作范围线；B）在筒体上按内径线加工出管孔；C）将金属打印材料采用3D打印方式按照管座的内径线、外径线及制作范围线在筒体上将管座整体制作成型，包括管座筒体及根部加强过渡段；D）对管座整体进行100%无损检验；E）管座整体成型后热处理；

本发明通过划线后、3D打印将管座整体制作成型，省去了前期管座制备的诸多工序，降低了对数控机加工设备的占用，应用先进的3D打印（增材制造）技术，有利于实现锅炉集箱等产品管座生产制造的智能化和自动化，而且该方法特别适合于筒体上非径向、非正交等倾斜管座以及数量较少、材质特殊管座的制作，不仅劳动强度低及加工效率高，并可改善作业环境，提高产品质量的稳定性和可靠性；

作为本发明的进一步改进，所述步骤A）中，所划筒体管孔内径线直径d为管座内径线直径减2b，b值为0～5mm，且二者的内径线直径均小于管座和管孔的设计内径d1；在步骤C后，机加工去除筒体管座内径及管孔内径的加工余量，使得二者的内径到达设计内径d1；当管座内表面以及管座与筒体接合处质量难以满足设计和制造标准要求时，通过机加工可提高质量并保证管座与管孔的同轴度；

作为本发明的进一步改进，所述金属打印材料为金属合金粉末或金属合金丝材，其材质及性能与筒体的材质及性能相同或相近；可保证3D打印后的结合强度；

作为本发明的进一步改进，所述步骤D的无损检验为磁粉探伤、渗透探伤或超声波探伤中一种或两种以上组合；

作为本发明的进一步改进，所述步骤E中的热处理为整体热处理或局部热处理，局部热处理时，加热保温区域应包括整个管座及管座两侧至少200mm范围内的集箱筒体；均可满足要求；

综上所述，本发明不仅前期准备工作量小、自动化程度高、劳动强度低及加工效率高，并可改善作业环境，提高产品质量的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为现有集箱管座的焊接结构示意图。

图2为使用本发明实施例的集箱管座主视图。

图3为图2的左视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

以某项目为例，如图2、图3所示，其锅炉集箱筒体1材质为12Cr1MoVG，规格为φ363×50，筒体1上布置有材质为12Cr1MoVG、规格为φ216×35的管座2；管座2与集箱筒体1正交，管座2轴向过集箱筒体1中心，管座2轴线与筒体1直径中心线间的距离为0mm；管座2轴线与筒体1轴线间的夹角为0°；管座2轴线与筒体1直径中心线间的夹角为0°；该实施例的锅炉集箱管座整体成型工艺，包括以下步骤：A）在筒体1上划管孔3的内径线及管座2的内径线、外径线d2和管座制作范围线d3，管孔3内径线直径与管座2内径线直径均为d，且二者的内径线直径d小于管座2和管孔3的设计内径d1；B）在筒体1上按内径线d加工出管孔3；C）将金属合金粉末或金属合金丝材采用3D打印方式按照管座2的内径线、外径线及制作范围线在筒体1上将管座2整体制作成型，包括外径为d2及内径为d的管座筒体及直径为d3根部加强过渡段，3D打印过程为将材质及性能相同的金属合金粉末或金属合金丝材熔化后焊接在筒体1上；D）机加工去除管座2内径及管孔3内径的加工余量，使得二者的内径到达设计内径d1；E）对管座2整体进行100%无损检验，损检验为磁粉探伤、渗透探伤或超声波探伤中一种或两种以上组合；E）管座2整体成型后热处理，可进行整体热处理或局部热处理，局部热处理时，加热保温区域应包括整个管座2及管座2两侧至少200mm范围内的集箱筒体，温度及保温时间根据材质及工件尺寸而定；

本发明通过划线后、3D打印将管座2整体制作成型，省去了前期管座制备的诸多工序，降低了对数控机加工设备的占用，应用先进的3D打印（增材制造）技术，有利于实现锅炉集箱等产品管座生产制造的智能化和自动化，不仅劳动强度低及加工效率高，并可改善作业环境，提高产品质量的稳定性和可靠性；管座2内表面以及管座2与筒体1接合处质量可满足设计和制造标准要求，通过机加工可提高质量并保证管座2与管孔3的同轴度；金属打印材料的材质及性能与筒体1的材质及性能相同或相近，可保证3D打印后的结合强度；

本发明不限于上述实施方式，如管孔3内径线直径可略小于管座2内径线直径，便于提高管座2与筒体1接合处质量；当管座2内表面以及管座2与筒体1接合处质量满足设计和制造标准要求，划线时管孔3内径线直径与管座2内径线直径均为管座2和管孔3的设计内径d1；对于管座2与集箱筒体1倾斜相交、管座轴向与集箱筒体中心偏心、管座轴线与筒体直径中心线偏心、管座轴线与筒体轴线及管座轴线与筒体直径中心线呈一定夹角的集箱管座，本发明均适用，且其优点相对于传统工艺更为突出。

Claims

1.一种锅炉集箱管座整体成型工艺，其特征在于包括以下步骤：A）在筒体上划管孔的内径线及管座的内径线、外径线和管座制作范围线；B）在筒体上按内径线加工出管孔；C）将金属打印材料采用3D打印方式按照管座的内径线、外径线及制作范围线在筒体上将管座整体制作成型，包括管座筒体及根部加强过渡段；D）对管座整体进行100%无损检验；E）管座整体成型后热处理。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉集箱管座整体成型工艺，其特征在于：所述步骤A）中，所划筒体管孔内径线直径d为管座内径线直径减2b，b值为0～5mm，且二者的内径线直径均小于管座和管孔的设计内径d1；在步骤C后，机加工去除筒体管座内径及管孔内径的加工余量，使得二者的内径到达设计内径d1。

3.根据权利要求1或2所述的一种锅炉集箱管座整体成型工艺，其特征在于：所述金属打印材料为金属合金粉末或金属合金丝材，其材质及性能与管座的材质及性能相同或相近。

4.根据权利要求3所述的一种锅炉集箱管座整体成型工艺，其特征在于：所述步骤D的无损检验为磁粉探伤、渗透探伤或超声波探伤中一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求4所述的一种锅炉集箱管座整体成型工艺，其特征在于：所述步骤E中的热处理为整体热处理或局部热处理，局部热处理时，加热保温区域应包括整个管座及管座两侧至少200mm范围内的集箱筒体。