厚壁容器窄间隙埋弧焊的应用

20世纪90年代以来,随着炼厂规模的大型化,将需要一批大型或超大型设备。大型设备就意味着规格大、器壁厚、重量大以及焊接工作量大。对于某些大型设备由于受运输等条件的限制,已不能完全在厂内制作完成,只能在使用现场进行组焊。随着制作条件的变化,大型容器壁厚的不断增加,焊条电弧焊方法因焊接速度慢等原因已不适于现场大型厚壁容器的组焊。传统的埋弧焊方法也存在如下问题:(1)传统埋弧焊设备的导电嘴尺寸较大,为了实现深坡口的焊接,需要加大坡口宽度。不仅增加焊材和能源的消耗,而且还增大残余应力和变形。(2)传统埋弧焊难以精确控制,容易产生未熔合和夹渣等缺陷。

可见,石化设备的大型化对设备制造和焊接技术提出了许多新的课题,也可以说提供了新的挑战和机遇。接下来,我将以厚壁容器窄间隙埋弧焊为例,探讨高效焊接技术在石油石化行业的重要性。

目前,窄间隙埋弧焊是一种降低焊接工作量和焊接成本的高效焊接技术,在厚壁容器组焊领域发挥着越来越重要的作用。

窄间隙埋弧焊工艺特点:通常采用I形或U形窄间隙坡口,坡口间隙18 ~ 30 mm,与普通埋弧焊相比,具有焊缝面积窄,焊缝截面积减少1/3,焊缝熔敷金属量少,节省大量填充金属和焊接时间,提高焊接效率,显著降低焊接成本等优点。由于焊接体积的减小,焊接残余应力和焊件的变形大大降低,同时消除焊接裂纹和热影响区应力处理裂纹的可能性也降低。为了保证根部和侧壁的熔透,采用每层双道焊的方法。从坡口根部到坡口上表面,多层双道焊道相互搭接,后道焊道的焊接热对前道焊道有回火作用,保证了每道焊道质量均匀,焊缝的金相组织和力学性能满足要求。此外,窄间隙焊接过程是全自动的,避免了人工调节的不稳定因素。

我所承建的哈萨克斯坦扎纳诺尔第三油气处理厂脱硫装置的关键设备胺液吸收塔,公称直径3800mm,总高38822mm,主壁厚124mm,重量521t,由于运输条件的限制,设备只能在现场分段组装焊接。现场采用窄间隙埋弧焊方法,焊接一次合格率为99.9%。胺液吸收塔现场组焊成功,填补了中国石油工程特大型压力容器现场制造空的空白。