热风炉施工技术方案Word格式文档下载.docx
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4.3.2放样和划线时,保持钢板的卷曲方向与钢板轧制方向一致。
4.3.3放样和划线时,考虑钢材的切割间隙以及焊后的收缩余量,数据严格参照施工规范。
4.3.4放样时须按设计文件和施工详图的要求,将热风炉相邻的弦带间的竖向焊缝相互错开300mm以上,不允许设置十字焊缝。
4.3.5所有孔洞均不得开在竖向焊缝上,其孔洞的边缘应距焊缝中心200mm以上,另孔洞也应尽量避开横向焊缝,若因各种原因确实无法避免的情况下,可经技术主管部门酌情处理。
4.3.6所有开孔部位在放样时均须在零件上用冲眼作出标记,并用白铅油标志出醒目的开孔名称、范围、中心、纵横坐标,以便组对、拼装安装时对准。
但事先不得开孔,须待安装后统一测量校核,准确无误后方可进行开孔。
4.3.7放样时须根据施工详图的各部尺寸于零件上标出中心线,零件边缘和焊接坡口的切割线。
4.3.8根据施工详图的零件编号和组对、拼接的基准线以及安装的定位线用冲眼和白铅油标记于各块零件上。
4.4下料和切割
4.4.1零件的切割采用CG1-30型半自动切割器进行。
4.4.2切割前须将切割区钢板表面的油污、铁锈等杂物清理干净。
4.4.3清理干净切口断面上及其切口边缘上的溶渣、飞溅物、毛刺等。
4.4.4切口断面与钢板表面的不垂直度不得大于钢板厚度的10%,且不得大于2mm。
4.5坡口的加工
4.5.1坡口的加工采用CG1-30半自动切割器进行。
4.5.2坡口的尺寸严格按照施工详图坡口型式规定执行。
4.5.3拼装和组对时,局部焊口的修正,采用氧乙炔手工气割,但必须用角向磨光机和手提式砂轮机进行修磨,其坡口必须光滑平整,所有氧化铁熔渣和飞溅物必须清理干净。
4.5.4焊接坡口加工后,应采用样板进行检查,其加工边缘与样板之间的间隙不得大于1mm,其检查方法如下图:
4.6柱形与锥形外壳的加工成型
4.6.1柱形炉壳板采用50×
3000及20×
2500对称式三辊卷板机卷制。
4.6.2预弯采用予弯模反复滚弯法(见下图)
4.6.3炉顶及弧形变径段炉壳板采用加热压模成型。
4.6.4压制过程中应随时对加工件进行检测,直至合格为止,其检测示意图如下:
4.7热风炉球形拱顶的分瓣压制。
4.7.1严格按施工排版图下料,同时应考虑拼装时的修边余量,其修边余量如下图所示:
注:
图中实线为展开放样线,虚线为实际切割线,其中底边虚线除附加25mm的修边余量外,还要加其弧弦距边H的1/3,且先不开焊接坡口,待球瓣整体拼装时经二次下料后再按设计要求加工焊接坡口。
4.7.2确定模具直径:
A凸=A(1=P)(mm)
式中:
A————球体直径mm
P————热压收缩率
凹模直径:
凹=A凸+2δ+Z(mm)
δ————球瓣材料厚度mm
Z————模具直径双边间隙mm,取Z=(0.05-0.1)δ模具设计示意如下图所示:
4.7.3压制方法
采用8000T水压机进行,其压制时应注意以下事项:
a.加热在红外反应炉中进行,燃料采用重油。
b.加热必须均匀,火焰采用中性焰,当钢材加热到1000~1100℃。
(即钢材表面呈淡黄色时),进行球瓣的压制,在温度下降到500~550℃(即钢材表面程兰色)之前结束。
c.压制后应使球瓣缓冷至L150℃时进行脱模工作,不得用水急冷。
4.7.4球瓣曲率半径的检测及其定型号料
4.7.4.1曲率半径的检测及质量要求如下所示:
4.7.2预组装及二次号料如图所示:
各块球瓣在预组装台架上进行合模后,按实际情况制作二次号料板,修正各接缝线,再按设计要求,对焊口进行切割、检测、修磨直至合格后,预组装台架上进行定位焊。
4.8壳体的分节组装与分部组对
4.8.1在平台上标出壳体钢板圈的纵横坐标线及其中心线。
4.8.2按下图所示设置组合胎具,其组合胎具的水平高低之差必须控制在±
2mm以内。
4.8.3以中心点为圆心,以外壳钢板圈的内径和外径分别作圆弧供检测和设置定位支架用。
4.8.4按标记于预组装平台上设置外壳钢板圈的定位支架和定位挡块如上图所示。
4.8.5将外壳钢板逐块按详图的编号分别就位后进行临时支撑,如下页《壳体的临时支撑》示意图所示。
4.8.6利用焊缝调整工具调整各纵间焊缝,使其符合设计和标准规范的要求。
4.8.7按《预组装示意图》所示的自下而上分圈、分段、分部按施工详图的编号、位置,对准壳体的纵横坐标(即中心线)进行定位拼装。
4.8.8每段以拼装1~2圈为宜,经逐圈检查合格后,焊好定位档块,作出定位的标记,焊临时加固支撑和脚手架挂耳,然后按安装工艺要求拆开作为成品进行吊装,但每段最上面一弦钢板圈须作为下一组段的底圈。
4.9工艺钢结构的加工方法
加工工艺流程图见以下框图:
(1) 构件的放样、下料
A、材料核对
放样前应核对钢材材质及厚度是否符合设计要求,其外观是否符合规范要求。
B、加工余量
钢构件所用的钢材在放样和下料中,应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边、铣平等加工余量。
C、节点放样
对图纸中的结构或构件的重要节点尺寸可按1:
1放实样进行校核。
D、下料尺寸偏差应控制在构件成品各允许偏差范围之内。
(2)钢材切割:
板材采用数控切割机或半自动切割机,型钢采用火焰切割,零星小件可采用剪板机剪切。
(3)钢板平整及矫正;
钢板原材料或钢板拼接后采用七辊校平机进行校平。
(4)钢构件的组装
A、钢构件在组装前,应检查下料后的各零件、部件是否符合图纸要求,尺寸是否在允许误差之内。
连接接触面和沿焊缝边缘每边30~50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等是否清理干净。
对于板材、型材的拼接,应在组装前进行。
组装应在平台上进行并使用合适的卡具,组装点固定后检查整体几何尺寸,组装完后并用钢印编号。
B、一般要求
手工焊接Q235钢时,选用E43型焊条。
自动焊接Q235钢时,选用H08A型焊丝。
自动焊接Q345钢时,选用H10MnA型焊丝。
C02气体保护焊、焊丝采用H10Mn2Si。
4.10除锈防腐
4.10.1全部钢结构的除锈防腐工程由专业队伍进行施工,根据制作安装的工序进展情况,穿插、交叉进行。
4.10.2除锈采用喷砂除锈等级为Sa2.5。
4.10.3防腐材料按设计要求执行。
4.10.4在地面上对构件只涂一道底漆,并留出焊接部位,后道底漆和面漆及补涂部位均在安装完后进行。
5、主要施工工艺
5.1热风炉外壳材质设计为Q345-B正火板,焊丝选用RD-YJ502(Q)二氧化碳药芯焊丝。
5.2热风炉外壳
每带与每带相连接的焊接坡口加工严格按照安钢2800m3高炉热风炉炉壳排版图执行。
5.3焊接方法的选择
对于δ=20~30mm的大厚度壁板焊接,由于其拘束度大,焊缝冷却速度快,焊接层次多,虽然钢材的焊接性能良好,但要注意防止冷裂纹和气孔、夹渣等焊接缺陷的产生。
为确保焊接质量,提高焊接效率,在安钢2800m3高炉热风炉壳壳体的焊接中,结合我公司以往攀钢4号高炉(1350m3)、昆钢6号高炉(2000m3)、南钢新1号高炉(2000m3)、水钢2号高炉(1280m3)和安钢2200m3高炉热风炉炉壳焊接的成功经验,炉壳焊接立缝、横缝采用半自动CO2气体保护焊,焊丝牌号为RD-YJ502(Q)的CO2气保护药芯焊丝。
5.4焊接设备
5.4.1炉壳半自动焊接设备,主要由焊接电源、送丝机、焊枪组成。
选用松下RFⅡ型CO2气体保护焊机。
从我方使用认为该焊机的特点如下是:
采用新时代的逆变技术,从400万种焊接波形中选取最佳焊接条件,实现高速、高精度控制,提高了焊接基本性能。
与松下旧机型相比,飞溅减少约20%;
提高焊接稳定性;
操作简单、使用便利,各种开关、调节器等全集中在前面板上。
现场适用性好,采用抗灰尘、抗冲击的全金属机壳;
采用平稳性、送丝性能更好的新型焊枪;
焊把线长时压降很小,现场使用是非常可贵的。
配备气刨专用的ZX7—630焊机,用此种焊机刨缝特别光滑平整,可提高碳弧气刨的刨缝质量,确保根部焊接质量。
5.5焊接材料:
5.5.1RD-YJ502(Q)CO2气保焊药芯焊丝符合GB/T10045-2001E501T-1和AWSA5.20E71T-1标准。
其特点有:
全位置焊接;
电弧稳定,低飞溅,烟尘少,脱渣性好;
焊缝成形好,熔敷金属流动性好;
熔深大,抗气孔能力强;
焊缝致密,力学性能好。
熔敷金属的化学成份(%)
牌号
C
Si
Mn
P
S
YJ502
保证值
≤0.18
≤0.90
≤1.75
≤0.03
实测值
0.05
0.53
1.54
0.016
0.008
熔敷金属的力学性能
屈服强度
δs
(N/mm2)
抗拉强度
δb
延伸率
(%)
V型-20℃
冲击功
(J)
≥400
≥480
≥22
≥27
450
540
28
104
适用的焊接参数范围
焊丝直径
送丝速度
(cm/min)
推荐电压
(V)
焊接电流
(A)
焊丝熔化速度
(Kg/hr)
焊缝熔敷率
1.2mm
445
21-23
130
1.5
1.2
700
22-24
180
2.3
955
25-27
220
3.2
1270
27-29
265
4.3
1590
30-32
305
5.4
5.6焊前准备:
5.6.1焊工:
热风炉的焊接工作应由持有质监局颁发的《锅炉压力容器、压力管道特种焊工合格证》的焊工担任,并只能从事合格证注明合格焊位的焊接工作。
由于热风炉的焊接量相当大,工期要求紧,劳动强度高,质量要求严,所以特别要求高炉的焊接工作应由身体好、技术高、责任心强的焊工担任。
焊工人数:
不少于12人。
5.6.2焊接设备和辅助机具:
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
松下RFCO2电焊机
500
台
12
2
空压机
9m3/h
3
风动磨光机
φ180
只
20
4
电动角向磨光机
φ150
5
碳弧气刨工具
套
6
7
5.6.3焊材:
根据设计要求,炉壳焊接采用的焊材其质量、力学性能和化学成分应符合国家焊条标准的规定,并要求提供质量证明书并且质量证明书上项目齐全。
用于高炉焊接的焊材储存在干燥并通风良好库内,需专人和专房保管,焊材存放于离地和墙300mm以上的货架上,库房的相对湿度不宜大于60%。
温度高于5℃,使用前,应检查焊材包装是否完好。
严禁将破损包装的焊丝直接用于热风炉炉壳焊接,另外对于被雨水淋湿的焊丝严禁使用。
焊接用CO2气体应具有出厂质量合格证。
其纯度CO2>
99.9%,H2O≤0.005%,气体纯度直接影响焊缝金属的塑性,对于杂质超标的应予更换。
5.6.4坡口检查与清理:
坡口检查:
检查坡口尺寸,着重检查坡口表面质量,不应有裂纹、夹渣、深凹坑和深切割槽等缺陷存在;
要求间隙均匀。
对口错边量不能大于3mm;
若有超标处,应及时处理合格后再行焊接。
坡口表面清理:
施焊前,应清除坡口表面及附近50mm的铁锈、油污、泥水等脏物,坡口清理后应立即进行质量确认和尽快施焊。
5.6.5焊接环境
对于CO2气保护焊,当施焊环境出现下列任一情况,且无有效防护措施时,禁止施焊:
雨天及雪天;
风速超过2m/s;
环境温度在-5℃以下;
相对湿度在90%以上。
(注:
焊接环境的温度和相对湿度应在距热风炉表面500~1000mm处测量。
)
5.7施焊措施
5.7.1辅助加固措施:
在每带的上下口用型材、钢丝绳、倒链、型钢、丝杆、压码进行加固,防止直径超标。
5.7.2施焊前应检查电焊机各个电缆线螺栓是否拧紧,焊机送气系统是否正常,气流量是否达到工艺要求。
送丝系统是否通畅,送气嘴是否正常,导电嘴的磨损是否超标。
5.7.3焊机一切调试完毕应在试板上进行试焊,确认各参数正常下,方可正式施焊。
5.7.4焊前预热:
对炉体采用火焰加热。
外侧预热,达到预热温度时即可施焊。
5.7.5焊前15分钟应向CO2减压加热器通电加热。
当CO2气用至1MPa时,CO2气体中水蒸汽的量将急剧增加,应及时更换。
5.7.6开焊前,启动送气机的送气开关,放出管内积存气体,以保证正常送气,防止起弧时瞬间大气流量对熔池影响。
将送丝机设置提前3s送气,滞后2s停气,使熔敷金属在熔化状态中处于气体保护。
为防止收弧时,高速送丝造成粘连焊道,设置3s的返烧时间。
5.7.7防风篷的搭设应使焊道基本处于无风状态,当局部风速过大时(>
2m/s),应采用挡风板或挡风罩,挡风板夹于焊枪两侧。
5.7.8焊接中应密切观察熔池形成情况,发现异常立即停机,并找出原因,无法确定原因时应向焊接技术人员报告,一同分析解决。
5.7.9在每次熄弧时,应填满弧坑,并剪掉焊丝端部的圆球,接头处应打磨成斜坡,方可焊接,以免造成夹渣缺陷。
焊道中的层间接头应错开30mm~40mm。
5.7.10焊接完毕时应及时进行后热消氢处理,同样使用火焰加热。
5.7.11焊接操作人员应认真填写施焊记录。
5.8焊接变形的控制:
由于前述几方面的原因,对热风炉的焊接变形控制是比较困难的,须从辅助加固措施和焊接工艺措施两方面进行。
5.8.1辅助加固措施:
在炉壳构件找正完毕后,为防止施焊过程中造成几何尺寸的较大变化和错边超标、角变形过大等缺陷,在单带组装的炉壳的上下口用钢丝绳、倒链、型钢、丝杠进行加固,防止直径差超标;
在多带组装的炉壳中的最上带的上口和最下带的下口用钢丝绳、倒链、型钢、丝杠进行加固,其余各带之间的“T”型焊缝用电焊点固,焊缝长度为150—200mm。
固定用型钢、钢板等所需材料见表:
序号
规格
单位
备注
工字钢
I12
Kg
800
I25a
1000
角钢
∠90×
8
钢板
δ=25
2000
槽钢
[10
合计
5300
5.8.2焊接工艺措施:
5.8.2.1立缝、环缝的焊接应先焊完内侧,在外侧清根打磨,然后施焊外侧焊缝。
5.8.2.2焊工的焊接应在统一指挥下,采用分段退步对称焊法,同时同向等速焊接;
立缝的焊接,每条焊缝安排的焊工应同时施焊;
环缝的焊接,应根据参加焊接的人数,均匀划分为相同的等份,使每位焊工焊接长度相同。
每位参加焊接的焊工,所用的焊接规范应一致,焊接电流的最大值与最小值相差应小于15A。
在焊接过程中,各焊工应保持同步。
5.8.2.3.施焊前,用煤气火焰对炉壳板加热,加热范围为坡口两侧至少3倍板厚,且不小于100mm。
达到预热温度时即可施焊。
施焊时,及时观测层间温度,特别是打底焊和填充焊时,如层间温度不够,及时在其施焊背面加热,以保持层间温度。
5.8.2.4厚板和多道焊焊接完毕时应及时进行后热消氢处理,同样使用火焰加热,到达要求温度时,恒温0.5小时,并作好防雨措施。
5.8.2.5.焊缝应连续一次性焊完。
如因特殊原因一次未焊完,重新开始焊接时,其预热温度和层间温度和后热温度控制如前一样。
并应仔细检查,确认无裂纹后才能焊接。
5.8.2.6焊缝“T”型接头的处理:
立缝两端应焊满,横缝焊接至与立缝相交时,要特别注意,加强该处的层间清理,避免在此处起弧和熄弧,防止缺陷的产生。
5.9焊接质量控制工艺:
5.9.1焊接环境要求:
当有雨、雪,或风速超过要求时(CO2>2m/s;
手工电弧焊>9m/s),采取有效的防护措施,焊前预热到120℃即可施焊。
5.9.2要求按焊接工艺执行,严格控制线能量,强调半自动焊时的同向、同速的焊接。
5.9.3打底焊及中间层的焊接:
打底焊可采用连续焊法或熄弧焊法焊接,视间隙大小而定。
包括打底层在内的前三层必须分段退步焊,以后各层可用直通焊法。
5.9.4层间清理:
每层焊道焊完后,打掉焊渣,仔细检查,用磨光机清除夹渣、气孔、裂纹等缺陷,以保证焊层与母材间、各焊层间熔合良好,防止产生夹渣和未熔合等缺陷。
5.9.5焊根的清理:
焊根的清除采用碳弧气刨,用磨光机修磨刨槽。
5.9.6用碳弧气刨从打底焊的背面将定位焊道和打底焊道一起刨掉,为减少焊接工作量,降低材料消耗,应尽量减少刨槽的深度。
但刨的深度应视打底焊道质量和穿透情况而定。
5.9.7碳弧气刨要求电流为350~500A,采用直径8mm的碳精棒;
需0.4~0.6MPa的压缩空气气源,采用直流反接。
5.9.8碳弧气刨操作应由技术熟练、责任心强的气刨工担任。
操作时,应尽量弧长、刨速、碳棒倾角稳定均匀,以达到刨槽平直、光滑、深浅宽窄一致的要求。
5.9.9气刨清根后的刨槽,用磨光机磨去刨槽表面的渗碳层和夹渣等缺陷,并打磨圆滑。
5.9.10打磨完毕后,焊工应和检查人员对其进行检查确认,无目视缺陷方可进行焊接作业。
5.9.11保护气体质量是影响焊缝质量的一个关键环节,当CO2气体压力小于1MPa,瓶内水蒸气急剧上升,在焊道易出现氢气孔,因此当CO2气体压力小于1MPa时应及时更换。
5.9.12高炉组焊中,技术员与检查员应密切配合,协助检查作好记录,每班交接应有详细记录,对有问题部位,必须注明处理方法及造成缺陷的原因,以防再次发生。
5.9.13焊接中,严格将现场质量保证体系落实到位,做到人员职责明确。
5.10焊接程序与焊接规范
5.10.1炉壳的焊接应先焊竖间焊缝,后焊横间焊缝的顺序进行,焊工应对称分布。
5.10.2焊接规范见下表
焊接
封底焊
填充焊
盖面焊
位置
(mm)
焊接电源
竖焊
φ1.2
90~110
150~165
140~160
横焊
100~110
155~165
140~155
平焊
110~120
170~190
160~170
5.10.3竖间焊缝的焊接按下图《竖向焊缝分段逆向退焊法示意图》的方法进行。
⑴焊丝操作:
短弧操作,对称逆向分段退焊法施焊。
⑵运条方法:
锯齿形或正三角形作横向摆动。
⑶焊接总方向:
从上至下。
⑷焊条运行方向:
从下至上。
⑸分段长度:
大段500~800mm,小段200~500mm。
5.10.4横向焊缝的焊接按下图《横向焊缝对称逆向分段退焊布置示意图》的方法进行,采用8名焊工对称布置。
⑴焊接操作:
打底后直线形运条,或往复形运条;
其余各层斜环形或斜锯齿形运条。
⑶焊条总方向:
从右至左。
焊条运行方向:
从左到右。
⑷分段长度:
800~1000mm。
5.10.5热风炉炉底焊接
5.10.5.1底板组对
a、坡口型式见下图《底板对接坡口示意图》
b、底板的排料按进料确定,由4~6名焊工对称施焊,按对称逆向退焊法布置的方法进行。
5.10.5.2底板与底板垫梁工字钢、炉壳及支座的安装顺序和焊接工艺详见《热风炉底板焊缝平面布置图》的施工说明。
5.10.6热风炉炉顶的焊接
5.10.6.1焊接顺序:
①焊接瓣与瓣之间的连接竖缝。
②焊接炉顶上部环形焊缝。
5.10.6.2焊制方法:
炉顶由九块组成,由4~6名焊工从上至下同时焊接,焊接过程中为了防止变形,在适当部位可采用夹具点固,但要尽量减少组装应力。
5.11焊缝质量要求
5.11.1根据YBJ208-85《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》的有关规定,炉壳对接焊缝的内部质量应符合GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》中的Ⅱ级的规定。
在焊接完毕后进行外观检查,观感检查合格后进行无损探伤。
探伤比例见施工图04-11908Y2中施工说明,为焊缝总长的10%,其检查结果应符合《压力容器无损探测JB4730-94中Ⅱ级焊缝的规定。
5.12热风炉试压
5.12.1根据设计要求,热风炉必须在内衬砌筑完毕后方可试压。
5.12.2试压前应具备条件
⑴每座热风炉全部安装完毕,经检查符合设计和规范要求。
⑵焊接工作全结束,临时支撑,卡具拆出,炉内杂物清理干净。
⑶焊接及其他应检测部位,未经涂漆。
⑷炉壳上所有孔洞均已封闭。
⑸试验用的压力表已校验,精度不低于1.5级,表的满刻度值为试验压力的1.5~2倍,压力表不少于两只。
⑹热风炉炉内的砌筑已完毕。
5.12.3试压前清扫
试压前对热风炉本体内部的残留物彻底清扫干净。
5.12.4试压步骤
热风炉系统试压由指挥部出方案统一
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- 热风炉 施工 技术 方案