DJGF-HD-46-2017 除氧器拼接热处理工法.pdfVIP

除氧器拼接热处理工法 中国能源建设集团浙江火电建设有限公司 刘宝双 1．前言 随着国家供给侧改革的大力推进，工业化施工朝着大型化、模块化、机械化、精密化的方向发 展，这在提高生产率的同时，也对焊接及热处理提出了更高的要求，如组对难度增大、焊接应力大、 组对精度要求高，热处理控温难度大等。 通过对除氧器拼接热处理工法的研究及应用，在我公司承建的某核电厂除氧器拼接热处理中提 高了施工效率且质量一次合格，为后续的同类型施工积累了经验。 2．工法特点 1 除氧器水箱设计及制造特点 1.1 除氧器水箱分四段供货，三条终接环缝由现场拼装焊接，材质为Q245R ，筒身规格为φ4325 ×28mm。每段的长度和重量分别为第Ⅰ段12696mm、61t ，第Ⅱ段12700mm、69t ，第Ⅲ段127000mm， 59t ，第Ⅳ段12096mm，58t。现场拼装完成后总长50192mm，总重量247t。 1.2 筒体由钢板卷制焊接而成，两段筒体对接处存在较大的椭圆度。 2 现场施工特点 2.1 现场作业环境位于20.5m 层的设备布置平台，风力大。 2.2 除氧器内管路复杂，操作空间受限，且内部封闭，紧在两侧有两个人孔可供安装排风机， 影响焊工的正常作业。 3 焊接特点 3.1 坡口型式采用“X”型，双面焊，无钝边，且尽可能采用小的坡口间隙，在不影响焊接操作 的前提下，尽可能采用小的坡口角度。 3.2 焊接方法采用GTAW+SMAW,且背面清根。 3.3 四个焊工同时作业，保证焊接过程中的四角对称。 4 热处理特点 4.1 因为环缝过大，为了尽可能保证加热器与焊缝的贴和，用扁铁等制作专用工装，将加热器 固定在专用工装上，利用工装来保证加热器的固定。工装与工装之前用手拉葫芦进行连接，防止工 装接口处松脱。 4.2 为了尽可能地降低热处理过程中的热量损失，采用单面加热，双面保温，内侧也布置保温 层，且保温要求不低于外侧。 4.3 内外两侧对称布置热电偶，以加强过程监控。 1 3．适用范围 本工法适用于质量要求较高的大型压力容器的现场拼装工作。 4．工法原理 钢材的热处理是将固态钢采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构与性能 的一种工艺。 4. 1 扩散氢 在钢焊缝中，百分之八十到九十的氢是以氢原子或离子的形式存在的，它们与焊缝金属形成间 隙固溶体。由于氢原子和离子的半径很小，这一部分氢可以在焊缝金属的晶格中自由扩散，这一部 分氢即称之为扩散氢。扩散氢具有很强的空隙效应，容易被吸入原子晶格中，聚集在不规则和晶格 缺陷（如同微孔和砂眼）中的氢原子可以再次结合成氢分子，由于空间空隙的存在，缺陷中的气压 可达到1000bar。这样会导致材料脆变。由于在室温下氢的扩散速度较慢，材料的碎裂可能在潜伏一 段时间后才爆发，这在炼钢、零件加工及焊接过程中常有发生。碎变可能导致灾难性后果的发生， 因此必须严格控制氢的含量。 4.2 焊接残余应力 焊接残余应力基本上是平面应力，厚度方向的应力影响较小。 危害： a：对强度的影响：在应力作用下,如果在应力集中处存在着残余拉应力,则焊接残余拉应力将使 焊件的疲劳强度降低。 b: 对刚度的影响：焊接残余应力与外载引起的应力相叠加，可能使焊件局部提前屈服产生塑性 变形。焊件的刚度会因此而降低，并对工件的稳定性造成影响。 c: 对加工精度的影响：焊接残余应力的存在对焊件的加工精度有不同程度的影响。焊件的刚度 越小，加工量越大，对精度的影响也越大。 d: 对尺寸稳定性的影响：焊接残余应力随时间发生一定的变化，焊件的尺寸也随之变化。焊件 的尺寸稳定性又受到残余应力稳定性的影响。 e: 对耐腐蚀性的影响：焊接残余应力和载荷应力一样也能导致应力腐蚀开裂。 4.3 焊后热处理的目的：