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不锈钢反应釜半管焊缝裂纹分析

国内半管设备的加工制造起步较晚,除引进的少数设备以外,自行设计、制造的同类设备还不多见。上世纪80年代中期,国内陆续有几家企业开始设计并委托制造,但不锈钢反应釜螺旋半管易出现的泄漏问题一直都没有很好解决,这对于反应釜的使用具有很大的影响,今天就这一问题来进行分析并给出相对应的解决方案。

半管焊缝裂纹分析:

(1)质保体系不健全

少部分厂家在制造过程中为了赶进度,文件和施工控制比较混乱,质保体系几乎处于失控状态。

(2)半管的焊接顺序有误

正确顺序:先焊半管之间的对接焊缝,经检验合格后再与釜体相焊。实际上厂家是先焊半管两侧与釜体连接的角焊缝,后焊半管之间的对接焊缝,这样焊后半管没有了收缩的余地,在对接焊缝之间留下了较大的装配应力。此装配应力一般表现为拉伸应力,容易造成焊接裂纹,降低焊缝的抗拉强度。

(3)半管的制造工艺不规范

锥体部分的螺旋半管既有螺旋半径的变化,又有螺旋导角的变化,其制造和焊接均比圆筒体部分要困难很多,稍有误差其贴合就容易出现问题。制造厂家在制造时没有对凹凸不平的坡口进行处理。焊接过程中,使用人为的外力及增加焊脚高度等非正常手段使半管与锥体贴合紧密,由此使半管又一次增加了内应力。

(4)半管焊接工艺不合格

半管下料较短,焊接接头较多,焊接和冷却速度快,焊脚高。由于元素C和Cr的扩散速度不一样,导致热影响区内Cr质量分数下降,C质量分数的偏高使得材料的韧性和塑性下降,可焊性降低,出现焊接冷裂纹的倾向性较大。若在焊接中预热和后热温度不够,时间不足,焊接残余应力会较大,易出现焊接冷裂纹。

半管修补方案:

由于反应釜制造价格昂贵且数量较多,拆下返厂重新加工不现实,只能进行现场修补。

修补方案为,对原来的裂纹不进行任何处理,然后用事前制作好的护板贴在裂纹上面,用氩弧焊进行焊接。补修工序如下。

(1)选用与釜体半管同种材质的不锈钢管(规格89mm4mm),制作1个100mm宽的半环形护板(护板内径为89mm)。应当注意的是,护板弧度(包括上、下两个边)要与锥体上的半管很好地吻合,如有间隙,在焊接前可以用木榔头敲打,使之尽量贴合紧密,并且护板的2个边与反应釜锥体相焊,不能与半管相焊接。

(2)选用304焊丝进行氩弧焊实施。

焊前须清除锥体上杂物,防止水、锈或污物给焊接施工带来困难。

焊缝必须保证全焊透,焊角不宜太高,达到密封作用即可。

焊后应当马上对焊缝及两侧母材进行加热,温度为150~200,时间为0.5h。

焊缝打磨光滑,不允许有咬边等缺陷,并经酸洗和表面着色检测

在设计不锈钢反应釜时应适当增大半管直径,有利于减少半管之间对接焊缝的数量和与釜体连接的角焊缝长度,以减少产生焊缝泄漏的几率。



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