电站锅炉压力容器发展概况

1、电站锅炉、压力容器业发展特点概况为顺应电力建设发展和满足大型电站机组生产需要，我国自'六五”计划起头就引进湘方强国d-e公 司300mw. 600.mw锅炉全部设计和制造技能，并成功地试着制做出国内首台600.mw考核机组，为我国大型火 机电组的制造奠定了基础。“七五”、“八五”期间，锅炉行业所属主导企业以蛇形管和水冷壁为重点， 率先引进了国外先进烧焊设备和技能，如直管对接mig焊、热丝机械tig焊和管屏角焊缝脉冲mbg焊设备 等，填补了国内该领域的空白。日前，以tig/mig熔化焊为主的蛇形管生产线，已在国内各锅炉压力容器 行业获患上了广泛的应用。“九五”期间吸收引进了膜式壁管屏生产

2、线，即双生法埋弧悍和一次成烈mbg 焊，为锅炉水冷壁产物达到世界水平打下坚实的基础。到目前为止，我国锅炉行业己相继为国内和国外生 产电站锅炉300nw级200余台，600mw级约10余台，主导企业电站锅炉年生产能力均达到和跨越3000mw/ 年，最大为4500mw/年，这对我国西部大开发和西电东送的发展战略供给了极其有利的设备前提。1. 1. 2压力容器行业跟着我国鼎新开放形势的发展，通过"七五”、"八五”、"九五”儿个五年计划的改造，国 内各首要压力容器制造厂，在烧焊生产能力方面都获患上了极大的提高。这种发展大抵可以分为两个阶段, 第一阶段在''

3、七五”期间，各容器厂纷纷举行烧焊设备的更新改造，引进了一大批国外先进的烧焊设备, 如窄间隙焊机、多功能制弧焊机、小口径管内壁堆焊机等等。金州重型机械厂将容器车间近70%的烧焊设 备更新为进口设备；兰石厂一次就引进了 30台埋弧焊机。这种批量地引进国外设备，不但极人地增强了烧 焊实力，更首耍的是跟着先进设备的引进，先进的烧焊工艺技能也在国内获患上了广泛地推广应用，这就 为压力容器烧焊技能水平上一个新台阶奠定了坚实的基础，使我国压力容器行业的烧焊机械化水平达到了 60%以上。第二阶段以“八五”、“九五”期间为璽点，为了容器大型化和国产化的需要，各厂分别以 自c的主导产物为日标，有针对性的增加烧焊生

4、产能力，如上海锅炉厂有限公司为制造重量达560t的人型 加氢反应器，增加了一批先进烧焊设备；兰石厂经过改造后,烧焊实力人人加强，h80年代末生产出国产 化第一台高压罗纹锁紧式换热器以来，已生产了近50台同类产物。以西方强国u0p专利技能著称，烧焊、 制造、安装难度极大的四合连着续重整反应器，近十年来该厂已生产了 6台，完全替代了进口。神州第一 重型机械集团公司近十年來，相继生产出了一批大直径、大壁厚、大吨位的锻焊式热储加氧反应器，最大 壁疗达281mm,单台总重近1000t；南京化工机械厂为30万吨/年合成氨和52万吨/年尿素装置制造出了核 心设备一氨合成塔和尿素合成塔，并生产了直径达7m的大

5、型卧式贮罐。这些不但标志着我国压力容器制造 行业烧焊技能发展的突飞猛进，同时也使各类压力容器的国产化水平进一步提高，为神州加入wt0后，压 力容器制造业进一步打进国际市场做好了充分准备。在国际上，以日本和欧洲为代表，在床力容器烧焊方面，首要以容器大型化为目标，开发相干的技能, 特别是一些新材料、新钢种的烧焊技能获患上越来越广泛的应用，同时在提爲烧焊质量方而，无论从工艺 设备上和烧焊材料的研制方而，都取患上了长足的进展。而这些新材料、新技能的出现，正在不断地被国 内各涉及企业加以引进，这无疑会更加增进我国压力容器烧焊技能的进一步发展。1. 2锅炉压力容器制造金业技能进步成就1. 2. 1锅炉大型

6、受压部件烧焊工艺与装备1. 2. 1. 1水冷壁烧焊趋向大型化和饶头化膜式水冷壁管屏现实上是锅炉炉墙的首要受压部件，为减低产物成本，现代化大型锅炉的膜式水冷壁 管屏均采用光管加扁钢烧焊而成。并h-从保证密封和传热的h的思最，必须采用双面烧焊，将光管和扁钢 用连续焊缝拼接方法达到成品宽度的管屏。一台300mw电站锅炉膜式水冷壁部件管屏总而积约4000平方米、焊缝总长度达27万米。因此不采用 岛效率的专用成套设备是很难完成上述生产使命的。以德国bbbdodk公司开发的膜式水冷壁系列专用成套 埋弧自动焊装置，采用'双生法”技能，最早用于生产。其中komesmb800型和1600塑烧焊设备能通

7、过最 大管屏宽度为800mm和1600mm的单元膜式水冷峨管屏。该设备属于尚定框架式烧悍工作站，机床具有钢管 和扁钢定位、夹紧、送进、烧焊和焊剂自动回收等功能，一般都装有四个或者八个悍头同时完成水平位置 四条或者八条角焊缝的烧焊。此技能操作简单，对管子和扁钢外貌耍求不為。上海锅炉厂冇限公司和武汉 锅炉集团公司等单位从徳国引进了 k0hesmb800型、1600型、p3200膜式水冷壁专川成套设备，取患上了较 好的应用效果和经济效益。膜式壁光管加扁钢布局生产是一种高精度h动烧焊系统，制适质暈尤其是管屏加工精度不仅影响厂内 组装烧焊，并且也影响工地安装。为此，口本三菱重工在八丨年代初开发和研制了一

8、种气体掩护焊膜式水 冷壁管屏自动焊机，在出口模块式锅炉水冷壁生产上获患上成功应用。该种管屏焊机采用新型脉冲电源， 供给了域佳熔滴过渡和十分稳定的烧焊过程，获患上了抱负的烧悍效果和满意的焊缝质量一无飞溅、完好 陷、接头致密、成型美观、补焊量极小（不到1 %。）；利用气体掩护焊可远距离送丝，焊枪体积小和脉冲 电弧全位置技能，可随意举行上下、前后和分焊枪群对称布置焊枪，按照设备能力和生产需要选择和确定 每台设备的焊枪头数，一般4头、8头烧焊专用机用于管屏组装，12头、20头（最多日本三菱重工近儿年 开发的m头设备，利用率可达最人，烧焊生产效率无上）烧焊专用机用于管屏单元件烧焊，设备机械部分 的加工粘

9、度相当高，装配质量粘确，管子扁钢分别定位，互不影响。在毎群焊枪前方设有上下对称双驱动 u型滚轮,压紧和移动管子。滚轮的压紧力可按照管了的直径和堆厚举行调整。扁钢对中装置采用耐磨导 向滑块定位和滚轮托动，按照管了外径调整屮间位宣。管子节距采用轴套粗调和垫片精调，保证装配间隙 符合节距要求，工艺上采用全对称烧焊方式即烧焊程序、烧焊热输入量及烧焊布局等上下焊枪同时烧焊一 次成型，无需校正，使烧焊变形最小，管屏儿何尺寸精度较高。1988年，哈尔滨锅炉厂有限责任公司和东方锅炉（集团）股份公司相继从日本三菱匝工引进此类膜式 水冷壁管屏双ifri mbg焊专用成套装置，单元管屏专用焊机规格为1600mm屏宽

10、x 12头，成品管屏专用机规 格为3200mm屏宽x4焊头。这两套专用焊机的投产，使两厂膜式水冷壁生产能力翻了一番，取患上了显著 的经济效益，同时标，忐着我国膜式水冷壁烧焊技能跃居世界绘先举行列。这两台mbg管屏自动焊机与抛丸 清理机、扁钢校正和精整机、管屛输送辗道、管子扁钢组装机等辅助设备组成一套，形成了一条膜式壁管 屏生产线。“九五”期间哈尔滨锅炉厂有限责任公司、东方锅炉（集团）股份公司按照需耍，通过自主开发和技 能改造等措施举行调整，新近增加了不同种类（宽度）的hpm主机，增加了烧焊头数。h前哈尔滨锅炉厂 有限贵任公司经调整后已领有五台mpm主机设备，共44头。投产运行两条膜式壁生产线，

11、一条为窄扁钢, 一条为宽扁钢。在气体供应方而，选用ii木大型气体配比装登，具有容量12立方米配比粘:度土3%。半自 动焊及mpm设备烧焊用掩护气体全部采用管道输送方式，具有气体流畅、安全和使用方便等特点。mpm设 备烧焊用气体掩护焊丝，为进口 250kg筒装层绕镀铜焊丝，既提高了焊材利用率，乂减少了焊缝接头。至 此，该厂的水冷壁生产完全实现了大型化和机械化，技能装备达到国际一流水平，并且气体掩护焊方法已 成为水冷壁制造中不成缺少的主导工艺，应川率达到80%以上。东方锅炉（集团）股份公司通过改造，使水冷罐的烧焊能力显箸増加，管屏烧焊头数已跨越30头，这 标志着气体掩护焊工艺的应用范围已经逐渐扩大

12、，在水冷樂生产中颇冇发展前途，许多工业锅炉制造厂已 全部采用国内生产的mpm设备和制造技能,扩大了气体掩护焊的应用领域。近几年來，通过生产实践,已 经学握了 mpm设备和mbg技能，积i木i了许多成功经验，例如，对国产管子和扁钢尺寸公差举行实测和选配, 扁钢整型和适量楮整，保证管屏节距公差，进而使膜式壁管屏的制造精度获患上冇效控制。在烧焊电源上, 对早期的脉冲电源举行更新,由于主功率器件单管容量小，需多只并联,因此,体积庞大,维修困难，故 障率亂忖前已被当代最新脉冲逆变电源（采用大功率绝缘双栅极igbt模块和输出波形控制技能）所代替, 具有性能优良、使川靠患上住和节能省电体积小等优点。尤其是输

13、出电流波形控制技能，减少了电弧的噪 音，改善烧焊生产前提。1. 2. 1. 2蛇形管烧焊质量稳定工艺灵活蛇形管是锅炉的心脏,管子部件不仅材料复杂、规格多、烧焊量大,并且是工作温度无上、材质级别 无上的受压元件，烧焊方法多，工艺复杂，是锅炉生产屮的要害。多年來，许多锅炉制适厂一直致力于爬 着前进管制造，包孕烧焊工艺的研究和开发，按照管子部件的生产漩程和特点相继建成了多条管子生产线。 我国六十年代起头采用摩擦焊方法烧焊直管对接，建成了国内第一条摩擦焊生产线，形成了管子部件的生 产能力。但由于摩擦焊方法自身的工艺缺陷即内外毛刺和探伤困难等原因，不能用于过热器、再热器等管 子烧焊，只能用于通例产物省煤

14、器部件生产。近年來，跟着大型机组生产使命不断增加，焊口数h及管子 璧厚成倍增加，爬着前进管制造尤其是厚璧管的直管接长焊己成为影响锅炉受热面生产能力的要害,促使 开发了各种新型高效自动烧焊工艺。其中m1g焊技能是西方强国d-e公司的成功经验，国内在亚临界锅炉 生产中最先应用并引进了全套烧焊设备即mig/mbg直管对接自动烧焊装置。hig/mbg焊是一种高电流密度的烧焊方法，可获患上较高的熔敷效率和较高的烧焊速度，可以以不同 的熔滴过渡形式举行烧炸，采用细丝、脉冲电弧、射流过渡可实现管子单面悍双面成熨并达到无飞溅的稳 定烧焊过程，h1g悍工艺对烧悍设备的要求很窩，尤其是引弧性能，设备应具有脉冲频率

15、自动优化，烧焊 程序设定和各层烧焊参数设定（最多六层）等功能，以此保证焊缝质量达到抱负状态。hig焊工艺在生产中取患上了满虑的效果，特别是烧焊效率显著提高。但在实践中发现，mig焊方法引 弧处接头缺陷无损探伤（工业电视机）很难判断,经测试、改进,发展t tig/mig焊工艺,即采用自动tig 焊封四和自动mig焊盖面的组合烧焊工艺，形成了 ttg/mtgh动烧焊系统。实践应用证明，ttg/mtg焊方 法，既消弭了 mg焊首层焊缝的接头缺陷，乂使mtg焊的高效工艺特点患上以充分发挥，同时亦具冇很人 的工艺灵活性。h前，tig/mig自动烧焊系统己成为锅炉爬着前进管生产的要害工艺，获患上了国内同行

16、业的普遍应 用。新型的t1g/m1g管子接长专用烧悍设备，采用现代实用性pld程控器，能对t1g/m1g焊等各层参数举 行设定和预置、查询，首层tig焊封四参数可分区设定和分角度控制，烧焊电流分脉冲和直流两种可任意 选择。设备貝有快速定位夹紧和对中功能及烧焊过程自动程序控制，各锅炉制造厂已引进多台此类专用设 备安装在生产线上。具有相当于m1g悍熔敷效率的热丝t1g悍在中厚壁合金钢管烧悍中应用一天比一天广泛，与冷丝t1g 焊相比可提高效率3-4倍。传统的钩极氟弧焊（gtbw）,由于其掩护效果好，焊缝金属纯净，烧焊质量好, 烧焊过程稳定,易于实现单面焊双面成形等优点,被广泛用丁-航空航天、原子能、

17、化工、纺织、锅炉、压 力容器等领域。但是，电极的载流能力有限，电弧功率受到限制，焊缝熔深浅，烧焊速度低，只能川丁-烧 焊厚度较薄的工件。为此开发了一种新方法一自动热丝鹄极氟弧焊。它的填充金属可借肋于电阻热熔化, 不受电弧热影响，电弧占要用于熔化母材金属，焊丝经加热后送入熔池，形成焊缝。这样在和同烧焊电流 下能获患上高的熔敷率，从而提高烧焊速度。h动热幺幺鸭极制弧焊的特点：（一）增加鹄极制弧焊的工艺灵 活性。焊丝加热到一定温度后送入烧焊熔池，可显著地增加鹤极氯弧焊的工艺灵活性。山于电弧功率和送 丝速度是分别控制的，烧悍规范选择范围较广,容许采用近乎零到任何烧焊电流时最大的熔敷速度。（二） 具冇在

18、较宽熔敷率范围内烧焊高质量焊缝的能力。当焊丝接近烧焊熔池时，其伸长鼠部份的电阻热已将焊 丝外貌的易挥发物左除洁净了。由于焊丝外貌的水份、汕锈等是造成焊缝中产生气孔的首耍原因，因此自 动热丝钩极氮呱焊还能有效地消弭焊缝中的气孔，从而提高烧焊质量。凡是借况下，增加送丝速度会加重 气孔产生，但是，对于自动热丝钩极氨呱焊而言，在较宽的烧焊范圉内，使用同样的焊材却不会出现气孔。 所以说，自动热丝鸭极氟弧炸具冇在较宽熔敷率范内烧焊高质量焊缝的能力。（三）提窩经济效益和生 产效率。因为自动热丝鸭极氟弧焊烧炸电弧的能量件要用于熔化母林形成熔池。而悍丝靠木身的热丝电 源加热，热丝熔化所需能量的85%是由热丝系统

19、供给的，其余部分则由电弧供给。因此在较低的烧焊线能 量下，其烧焊速度已达到或者跨越平凡的熔化极气体掩护焊的水平。烧焊过程中，熔池的热输入相对减少, 因此，烧焊热影响区变窄，这对某些热输入敏感的材料烧焊具有较为重耍的意义，有利丁提高这些材料的 接头质量。现在，跟着摩擦焊工艺的不断改进和管子焊缝的超声波探伤技能的口趋成熟，已将摩擦焊工艺扩大应 用到亚临界锅炉省煤器部件的生产中。管子对接不开坡口一次成型ttg焊工艺（绘人烧焊号度7mm）可完 成薄壁碳钢及合金钢管子的烧焊，焊缝成型美观，质量稳定。这些工艺作为tig/mig焊工艺的辅助工艺，进一步扩大和增强了管子烧焊的生产能力。大量生产实践 表白，在管

20、子生产中，坡口加工及管端清理质量对焊缝合格率有直接影响，必须配备专用坡口加工及管端 请理设备，这是一条重要的经验，值患上借镜。在锅炉爬着前进管部件中，冇些管件必须先弯成u形管，然后再组焊成所要求的形状。在这种情况下 必须在管子固定不转的前捉下完成全位宣烧焊。各锅炉厂从国外引进了各种管了全位宣tig自动焊机，为 顺应不同管径规格，配备了系列烧焊机头，并成功地用于生产。1. 2. 1. 3厚壁集箱生产发生新变化跟着电诂锅炉容量的不断增人，集箱的壁号和直径也逐渐加大，例如亚临界锅炉集箱的壁已达到 148mm,内径已达914mm,由于集箱数目较多，故烧焊工作量并不亚于锅炉汽包筒体，并il材料等级已上升

21、 为9drlmov钢（p91）。集箱壳体上凡是有大量与省煤器、过热器和再热器等部件相连接的管座，管座上需耍 连接的接管长度分别为200mm以下短接管和弯成一定形状的长接管两种规格。近年來，各制造厂家通过技能改造和技能引进，在集箱生产中取患上新的进步。为满足亚临界锅炉产物质量耍求,通过工艺测试，首次在厚壁集箱壳体环缝烧焊中采用氮弧焊封四工 艺，并研制了特殊的氮弧焊枪，测试确定了特殊环缝坡口塑式。这一技能的应用不仅保证了封四焊缝质量, 并且彻底取消了通例产物的环缝缩口式接头，提高了生产效率和焊缝质虽。即首层封四悍后，采用手工电 弧焊打底和过渡，最后采用细丝埋弧自动焊方法举行填充和盖而，至此集箱坏缝

22、己实现全悍透布局，大大 提高了产物运行的靠患上住性。此种组合烧焊方法和工艺在国内各锅炉制造厂中人都采用，从而保证了集 箱产物烧焊质量的相对稳定。管接头角焊缝在锅炉本体制造中，手工烧焊昴大，也是产物质昴最容易出现问题的环节，因此许多制 造厂已将非焊透或者局部焊透式管接头（插入式）坡口改变为全焊透式布局,采用h动或者半白动气体掩 护焊或者埋弧焊工艺举行烧焊，取患上了显著的效果，从底子上提高了管接头烧焊的内在质量。例如，短 管接头内孔自动脉冲tig焊封四，外侧手工电弧焊盖面，以及内孔自动脉冲t1g焊封四，外侧细丝埋弧自 动焊盖面焊工艺，不仅提高了集箱生产的自动化程度和生产效率，并且焊缝质量优良，生产

23、过程稳定。采 用内孔t1g焊封四和外侧自动焊盖血的管接头角焊缝，厂内可以免做水压测试。对于大口径管接头烧焊,哈尔滨锅炉厂有限责任公司通过测试证明，药芯焊丝气体掩护焊工艺由于具 有熔敷效率高、熔深大、气渣联合掩护、工艺稳定、烧焊e溅少、适于全位置、大电流以及连续烧焊等特 点，该方法完全可以取代传统的药皮焊条手工电弧焊，尤其是在大口径厚壁鞍了形接管角悍缝烧焊屮，h 优点将会更加显跟出來。日前，该工艺方法已正式用于200mw锅炉集箱全焊透布局鞍了形接管的烧焊生产 中，烧焊效率比手工焊高3-4倍，焊缝成型美观,接头少,便于操作,深受工人喜欢，同时也为汽包管接 头的推广和进一步应用奠定了基础，是一种有发

24、展前途的新工艺。为进一步提高集箱生产能力和制造水平，顺应大型机组特殊钢种烧焊要求,上海锅炉厂有限公司，哈 尔滨锅炉厂冇限责任公司相继从口本kkk公司分别引进了三台集箱管接头烧焊机器人工作诂，采用细线脉 冲电弧h动焊工艺，用來烧焊各种材质管接头焊缝，机器人烧焊工作站系统具冇精确探测测屋和h动纠正 等功能，可准确测定和纠正管座位置和烧焊变形导致的偏差。该机器人具有6个自由度，能烧焊直段长度 400mm的管接头，焊缝成型美观、均匀。h前哈尔滨锅炉厂有限贞任公司的烧焊机器人，经过调试和工艺 测试后已用于生产，为机器人的现实应用取患上了杰出的开端。东方锅炉（集团）股份公司与哈尔滨工业 大学联合研制了短管

25、接头烧焊机械手，采用光屯装置定位，机器人与烧焊转胎联动使用。这申明我国锅炉 集箱制造水平正在迅速提高，机械化、自动化程度逐渐上升。1. 2. 2烧焊新工艺、新技能1. 2. 2. 1厚璧壳体窄间隙埋弧焊技能跟着电站锅炉和石化压力容器的大型化和高参数化，锅炉筒体和压力容器壳体的壁厚不断増加，例如 600nw锅炉筒体采川西方强国钢种sb-299 （dmn钢）壁厚达到201mm； -100t和560t热壁加氮反应器壳体 采用2. 25dr-lmo钢，壁丿孚分别达到200和210nun；300mw和600.mw核能发电站压力壳的礙厚达到250-300伽。窄间隙埋弧h动焊作为一种优质、高效、低消耗的烧焊

26、技能在号板烧焊方面口趋成熟，国内一些人型 锅炉和压力容器制造厂率先举行使用。该方法的赧人优点是：可移动立柱式烧焊操作架，使用方便，合用 性强，能举行各种直径筒体的纵、环缝的烧焊操作，克服了同定式埋弧自动焊装置功能单一和占地面积大 等缺点；最小焊缝金属填充量和自动分道（每层两道）悍技能，可获患上性能优良、致密性高的焊缝接头; 采用带冇侧壁光电跟踪和自动防偏的烧焊转胎,能供给最住烧焊操作和产物烧焊质童的可重复性，因此该 方法在大型锅炉和容器产物生产中越来越广泛地患上以应用。从80年代中期，首要锅炉和压力容器厂相继从瑞典伊萨公司和懑大利安萨多公司等国外厂家引进了窄 间隙埋弧向动烧焊技能和成套设备，从

27、此在厚壁高压锅炉和压力容器壳体制造中优先采用窄间隙埋弧焊工 艺。实践证明，窄间隙烧焊不但在烧焊时间和烧焊材料上比平凡埠弧悍节省1/3-1/2,并且接头综合力学 性能杰出，烧焊效率高。窄间隙埋弧焊工艺的应川，为压抑筒体供给了加工前提。在300mw、600mw等亚临界锅炉设计上 工业 发财国度均采用锅筒上、下两部分不等厚布局，从而达到了合理使用钢材、节约原材料、减轻机组雨量和 减低制造成本的目的。我国从600mw锅炉起头采用了 8000吨油压机压抑汽包筒体瓦瓣片和窄间隙埋弧h动 焊工艺烧焊筒体纵缝，实现了p7壁长筒节（单节最大长度7000mm,最人p?度250mm）压抑工艺白动化和烧 焊工艺高效率

28、化，斥地了大型机组制造工艺的新路子。圧抑成型方法不仅解决了不等好筒体的加工闲难， 并且克服了热卷成形和通例烧焊方法（埋弧焊和电渣焊）存在的自身局限性和好些个毛病。例如，热卷筒 体需要二次高温正火校恻，外貌氧化严重，产生卩q坑，影响外观质量，使壁厚减薄；电渣焊时需要提高焊 材強度等级，从而减低了接头性能特别是冲击韧性，而窄间隙埋弧焊焊缝的冲击韧性比通例埋弧焊方法还 要薛；压抑成型工艺对不锈钢复合板加工最适合，可举行中温、低温或者冷态压抑和校正，而不影响复合 板贴合强度及产生外貌缺陷，采川窄间隙埋弧焊可以兴许解决电渣焊方法难以实现的烧焊因难的问题。窄间隙埋弧烧焊工艺的广泛应用势必促使窄间隙烧焊设备

29、朝着实用靠患上住、系统组成一套和箱度爲、 功能先进的方向发展。近年來，为满足生产需要，国内自行开发了多种专用纵环缝窄间隙焊机例如纵缝双 丝埋弧动焊机已川于300mw. 600mw亚临界锅炉筒体纵缝烧焊，可烧焊筒体纵缝最大长度7000mm,现已 成为压抑筒体纵缝烧焊的要害设备。神州笫一重型机械集团公司口行研制的龙门式和悬臂式窄间隙埋弧焊 装置，在板拼接和筒体纵缝烧焊生产中占据重要地位。跟若产物布局的不断变化，对烧焊设备要求逐渐提 高，功能单一的窄间隙焊机尚不能顺应特殊布局的烧焊要求，如锥体纵缝、封头上接管和法兰环缝的烧焊。 因此急需开发新型窄间隙焊设备，即hed型烧焊工作站，它由烧焊转胎、埋弧烧

30、焊系统（机头、送丝机及 电源）、烧焊操作架以及烧焊变位器等组成一套设备为一体，构成所谓窄间隙自动烧焊系统，从而进一步 扩大其应用空间，为生产供给方便。近年來，在厚壁管道生产屮，窄间隙mbg焊、窄间隙热丝t1g焊等工 艺的应用范围日趋扩大，因此为窄间隙设备发展供给了有利的前提。1. 2. 2. 2壳体内璧带极堆焊技能在石化行业的一些临氢设备和核容器及床索设备中，内壁往往要求堆焊奥氏体不锈钢。对于大面积堆 炸而言，手工电弧焊和丝极自动堆焊不但效率低、堆焊层内部和外貌质虽差，并且在堆悍层与基层母材结 介处往往易产生缺陷，因此带极自动堆焊技能应运而生，被广泛地用于容器内壁大面积堆悍z屮。带极自 动堆焊

31、具冇效率高、堆焊层内部质量均匀、堆焊外貌平整光滑等特点，并且由于稀释率较低,堆焊金屈与 基体母材之间的结合面处不容易产生烧焊缺陷和发生质量问题。从堆焊方法原理上讲，带极堆焊可以分为 埋弧动堆焊和电渣堆焊两种。电渣堆焊具有烧焊熔深浅、稀释率低、堆焊层外貌更加平整光滑等优点。 若焊带尺寸较宽时必须加磁控头，否则堆焊难以成型。另外山于其烧焊熔深注，热输入量大，在容器使用 时，堆焊层产生氢剥离的机率也较大。一般來讲当焊带尺寸为0. 4x75（厚x宽）及更小时，电渣堆焊层不 会产生氢剥离。因此，为确保堆焊层质屋和容器运行中不出现问题，当采用大尺寸焊带堆焊时，保举过渡 层采用熔深较人的埋弧自动焊，而为使堆

32、焊层外貌平整光滑，表层堆焊时易采用电渣堆焊。堆焊使用的焊 帯尺寸，国内已使用至i最大达75mm宽的焊带，而国外域大已使用到150mm宽。容器内壁堆焊层一般采用过 渡层加表层的双层或者多层堆焊，但对某些容器，按照需要，也已成功开扑i发单层浅熔深电渣堆焊技能。 堆焊用的材料人部分使用进口焊带和焊剂，现在国产焊带和焊剂的质量也在慢慢提高，己接近进口堆焊焊 材的质量水平，并在一些容器制造厂广泛应用。1. 2. 2. 3小直径管内壁氨弧堆焊技能过去，小口径管内壁不锈钢堆焊，都采用手工电弧焊方法，不但效率低、堆悍质量不容易保证，并且 对于直径小、长度较长的接管无法实现内壁堆焊。80年代中期，兰石厂首先从口

33、本爱知公司购置了一台小 接管内壁丝极氮弧焊设备，跟着这一先进技能的开发，彻底解决了细而长且直径较小的接管内壁无法举行 不锈钢堆焊的因难的问题，它可以实现内径1）50mm以上的接管内壁堆焊，其堆焊效率高，堆焊质量好，堆 焊层外貌平整美观，完全达到倒外小接管内壁堆焊的工艺水平。其缺点是只能堆直管，不能堆弯管。为此, 哈尔滨烧焊研究所研制出了小直径接管及弯管内壁堆焊机，即将90°弯管支解成三段，分别实现30°弯管 的内壁堆焊，然后再组装烧焊成一 90°整体弯管，其烧焊质量与进口设备八两半斤。1. 2. 2."接管、法兰药芯焊丝气体掩护堆焊技能药芯焊丝气体掩护焊

34、，由于芯部焊剂的效用，焊缝外貌生成薄层渣壳,使焊缝光滑平整，成型不亚于 理弧焊。在富氮混淆气体掩护下，电弧能量高，熔深大，即使焊道搭接量50%也能保证道间和层间熔合杰 岀。药芯焊丝烧焊时，电畅通过药芯四周的薄层铁皮导电，电流密度大，塔敷效率比实芯焊丝高。这个之 外药芯焊丝烧焊可以连续送丝不断弧，无飞溅，无需特殊淸理，适合多道、自动和半自动烧焊功课，因此 近年來已被广泛用于不锈钢堆焊，特别是接管内壁及法兰密封而不锈钢堆悍布局。哈尔滨锅炉厂有限责任 公司在陕西消河人化厂产物一气化炉生产中，为了提高生产效率，采用药芯焊丝hbg焊工艺举行了内径 o175-370mm的接管口动堆焊，并且口行研制了 1.

35、 5吨和25吨的口动mbg勿芯焊丝堆焊装置（顺应直径分 别为0 375-800mm及0800-1600mm的接管和法兰堆焊的专用烧焊设备）成功的完成了与气化炉壳体相焊的 各种接管与法兰（近百只）的堆焊生产。兰石厂也将药芯焊丝d02气体掩护不锈钢堆焊工艺成功的应用于 加氢反应器接管的内壁烧焊。该项技能的应用，节约了大批不锈钢锻件，减低了生产成本，具冇可观的经 济效益，同时为压力容器烧焊开扪发了一项新的工艺技能。1. 2. 2. 5管子一管板全位置烧焊技能对于换热器产物,换热管与管板间的焊缝质量是一个至关重要的因素，它直接影响到产物的质量和使 用生存的年限。最早管端介焊缝均采用手工电弧焊，这种烧焊

36、方法焊缝外观质量差，容易产生气孔、未熔 合等烧焊缺陷,烧焊质量不稳定,在出厂前的水压测试或者使用过程中容易泄漏。经过工艺改进，采用手 工钩极氮弧焊（tig）方法烧焊，焊缝质量明显提高。但由于是手工操作，焊缝质量不稳定。为进一步提高 管端角焊缝质量，提高烧焊自动化水平，各厂慢慢开发应用了管了一管板全位逢自动旋转氟弧焊工艺，采 用专机來完成管端烧焊，从而改变了换热器管端手工烧焊的掉队场合排场。这一工艺技能的实现，要害在 于焊机的功能是否能满足生产现实要求。由于国产换热管尺寸偏差较人，对烧焊设备的综合功能（焊枪对 中、烧焊规范调节、操作性能）和控制耕度靠患上住性等要求严格。国产的同类设备基本能满足生

37、产要求。 值患上一提的是，有些专机具有内孔焊功能，完全可以替代进口焊机。1. 2. 2. 6接管鞍子型管座自动焊技能片壁锅炉锅筒、核能发电站压力壳体及其他石化容器上的大直径接管的烧焊，也是厚壁容器制造技能 要害之一。这种大直径管管座的烧悍不仅工作量大,劳动前提差（高温烧焊），技能难度高,并且质量要 求也十分严格。以560t热壁加氢反应器接管管座为例，管座烧焊壁好为210mm、直径达690mm,材质为 2. 25dr-l.mo,若采用手工烧焊是不堪设想的。郑州机械研究所、神州电工设备总公司与上海锅炉厂有限公司合作研制了一种大直径接管鞍子型焊缝 专用埋弧口动焊机，并在厚壁锅炉锅筒下降管和560t热

38、壁加氢反应器等化工高压容器接管管座烧焊中获患 上现实应用，烧焊质量优良,并取患上可观的经济效益。该焊机具有机械式鞍了跟踪机构，并具有上坡焊 和下坡烧焊速度补偿功能，以保证焊道在上坡焊和卜-坡焊时熔池金属处于不同流动方向情况下能茯患i：相 同厚度。现这一专用设备乂在武汉锅炉集团公司、东方锅炉（集团）股份公司、beijing巴威冇限公司及 神州第一重型机械集团公司获患上推广应用。接管直径大小决定鞍子落差量，最近生产的新熨焊机鞍子落差最大为170mm,可烧焊管最大直径 1700mm,可满足600mw核能发电产物和压力容器大型管朋烧焊要求。h前，管壁自动焊是采用焊丝直径为3mm的埋弧焊方法完成的，山于

39、埋弧焊工艺对烧焊坡口的均匀性 和外貌加工质量要求很高，增加了鞍子型管座实现自动烧焊的难度，为保证烧焊质量，上述各单位配备了 接管鞍子型专用切割设备,与鞍子型埋弧自动焊机相组成一套。该项技能应用对于提爲产物烧焊质量,提 高生产效率和解放生产力具有重大意义，应用前景广阔。1. 2. 3新材料的开发、研制与应用1. 2. 3. 1p91大直径管的应用跟着t91材料的成熟应用，大口径p91钢在集箱部件中的应用日趋增多，一些锅炉厂结合生产现实， 对该材料举行了全面的烧焊性和工艺性测试，学握了该钢材烧焊特性和工艺特点。9drlmov钢是在9drlmo 钢基础上加入了 v、nb等合金元素，高温冋火后的组织为

40、冋火马氏体加稳定的碳化合物。大量微细的碳化 合物(m23d6)沉淀，提高了位错密度、增加了抗蠕变断裂强度，具冇很高的抗热疲劳性能和抗氢脆性能， 可用于温度高达650°c过热器、再热器以及600°c以下的集箱利导管，在一个较宽的冷却速度范围内可获患 上单一马氏体布局，且具有很好的韧性和强度。在625ec时的持久强度与tp304和ldc8ni9ti钢等强，用 于代替奥氏体不锈钢时，可制止与奥氏体不锈钢管烧焊制成的异种金属接头早期无效的问题。该钢材具冇一定的冷裂纹偏向和再热裂纹偏向，尤其是厚壁大i【径钢管。因此在烧悍工艺上应正确选 择烧焊材料、烧焊规范参数，严格控制预热、层间温度

41、，及时举行去氢和消弭应力热处置惩罚，以防止烧 焊裂纹的产生和获患上综合力学性能优良的烧焊接头。1. 2. 3. 2 16mnr(hid)-抗氢引诱裂纹用钢的应用在炼油厂、化工场屮，许多壳体材质为16mnr的容器都是在含冇h2s介质的前提下工作。以往为抵御 h2s介质所造成的应力腐化开裂，往往是控制16mnr材质的含mn量，焊后举行整体消弭应力热处置惩罚和 控制其产物烧焊接头的无上硬度w200hb。即使是这样，在容器使用中，烧焊接头及母材上还时时有由丁- h2s应力腐化效用产生的裂纹，有的甚至因此而导致容器报废。为此，近年來国内设计院和钢厂共同设计 和研制开拍发一种在h2s介质前提下工作能抗应力

42、腐化开裂的新钢种抗氢引诱裂纹用钢,即16mnr(hid) 钢，该钢首要特点是在控制其含血呈的同时，严格控制其s、p含屋(pw0.015,sw0.004),为改善钢材性 能，还添加了部分微量合金元索，钢板的硬度w200iib,对该钢制造的压力容器其焊缝也作出了响应的耍求: 其焊缝的swo. 010%, p<0. 020%.烧焊接头部位的换度值经sr处置惩罚后w2001ib。这一新钢种现已被广 泛地使用在压力容器制造上。国内哈尔滨烧焊研究所、江南焊丝厂等也相继开扑i发满足该钢种烧焊工艺要 求的烧焊材料。这种钢在国外80年代就已开发并成熟的用丁生产，英名为抗氢蚀脆裂性能钢，例如，欧州迪林格钢铁

43、 公司就生产出didrest系列压力容器川钢，它在化学成份方面控制更严，血含量w1.20%, po. 010%, so. 0010%,而现实生产的钢板p含量仅为0. 007%, s为0.0006%, w此其抗氢蚀脆裂性能更为优越。1. 2. 3. 3双相不锈钢的开发和应用由于现代工业技能的飞跃发展，传统的奥氏体不锈钢经帘受到应力腐化、点蚀、漏洞腐化等各种局部 腐化的粉碎。双相不锈钢(既铁索体一奥氏体双相不锈钢)获患上开发，这类钢在上述各类局部腐化中表现 了优于平凡奥氏体不锈钢的特点，正受到一夭比一夭广泛的重视。所以，近年来在压力容器行业中，用该 钢制作的容器越來越多，如術安524厂已用该钢制作

44、过儿台大型塔器。这类钢制作容器的要吿在于烧焊工艺的拟定和实施。山于国内的响应焊材还不十分成熟，故多使用进口焊材，尤以瑞典焊材为优。1.2.3. 4银基耐蚀合金的烧焊近年來，按照需要，蒙乃尔合金（nidu合金）、因科银合金（nidrfe 合金）、因科洛依合金（ni一fe一dr合金,如incoloy800、incoloy825）及哈斯特洛依合金（nidrmo 合金）在压力容器中应用的越来越多，但容器整个壳体应用上述合金的还是少数，首耍都是用来制作某一 容器部件。这类合金应用的要害是烧焊时最易产生热裂纹，所以如何保证压力容器中这部分零件的烧焊质 量是最为靈要的。哈尔滨烧焊研究所生产的ht-103低氢

45、型药皮的傑基合金焊条，山于含有一定的mo元索, 具有优良的抗热裂性能，在線基合金烧焊以及界种钢烧焊生产小，取患上了杰出的效果，解决了热裂问题。1. 2. 3. 5高强度耐热抗氢钢的开发和应川在石化行业中，相当一部分容器是在高温高压临氢介质下工作。持久以來，人们大量使用被称之为王 牌抗氢钢的2. 25dr-lmo钢來制作临氢设备。但跟着加氢工艺技能，尤其是渣油加氢改质和煤加氢液化工 艺的不断发展，加氢装置的规模越來越大，反应器的尺寸和壁号也越來越大，设备的设计前提也更加苛刻, 若仍采用一般的2. 25dr-1mo钢來制造，往往会造成壁厚太厚，单台容器金属重虽:过大，不但增加成本， 并且给制造、运

46、输和安装都会帶來极大的闲难。为此有必要开发强度更高、使用温度更高、抗氢性能更好 的新型drmo钢种。国外近20年来在这方而已做了人量的工作，相继开拍发了 3drimo0. 25v和2. 25d1imo0. 25v 钢并应用于反应器的制造。这两种新型drmo钢与平凡的2. 25drimo钢相比，各方面都有明显的优越性。 国内第一重型机械集团公司于1994年起头了 3dr-lmo-0. 25v钢的开发研究测试工作，经过儿年的努力， 已将该钢用于压力容器产物现实生产中。近两年來，国内几家首要生产临氢设备的容器厂又在举行 2. 25dr-lmo-0. 25v钢的开发研究工作，并已取患上一定的成绩。信赖

47、跟着工业技能的不断发展，这些新 型的drmo钢会越來越获患上广泛的应用。1. 2. 3. 6背面口掩护不锈钢钩极氮弧焊丝的应川多年來，不锈钢蹴弧焊烧焊时背面金属氧化一玄是烧焊工艺上一-大困难的问题。-般采用背血充制掩 护，但是当容器较大，管道较k或者背面无法实施弑气掩护时，将大暈浪费制气，仍出现掩护不好，或 者底子无法举行背面掩护的问题。为解决这一工艺困难的问题，日本汕脂公司烧焊事业部开发制造了一种 背面自掩护不锈钢tig焊丝，这是一种具有特殊涂层的焊丝，涂层（即药皮）熔化后会渗透到熔池背面， 形成一层致密的掩护层,相当于悍条药皮的熔渣覆盖在悍缝外貌,使背面金属不受氧化。冷却后这层渣壳 会自动

48、脱落，用压缩空气或者水冲的方法极易断根。这种焊丝的使用方法与平凡的tig焊丝完全相同，涂 层不会影响正而的电弧和熔池形态。兰石厂从珠海雅各臣发展有限公司购誉了该种焊丝，使用效果相当满 意，大大减低了不锈钢氟弧焊的综合成本。不过要提醒的是，该焊丝为单而焊双而成型打底焊专用焊丝， 不宜用于第二层以上的焊道，否则易造成夹渣。11前国内的一些焊材厂也响应的开发并生产了此类焊丝。1. 2. 3. 7丙烷、丙烯气体在热切割加工中的应用在热切割方面，氧-丙烷（丙烯）火焰切割技能的应用已经取患上了现实效果。分析结果农白，丙烷、 丙烯等气体在安全特性、燃烧特性及经济性等综合技能性能上均优越丁-乙炊气体。氧-丙烷

49、火焰柔和，体积 发热能比乙块高,切割面精度高，尤其是切割厚板时不塌边不冋火（体积热能大、后劲足）等优点更优于 乙如而氧-乙块火焰猛烈，火焰集中温度高，致使切割面硬化，热影响区宽以及合金钢切割面易产生淬硬 和裂纹等弊病，不利于机械加工和烧焊，由此看来丙烷等气体的推广使用已经势在必行。哈尔滨锅炉厂彳j限责任公司通过搂次测试并经生产实践验证后慢慢推广了氧-丙烯火焰切割。h前该厂 已彻底停止了乙烘气体的生产和供应，并建立了气体供应站，将瓶装气体串联后通过管道（原乙烘气体管 道）输送到各生产分厂，进而全部实现了氧-肉烯火焰切割，应用实践证明，使用乙烯等石汕气体代替乙块 用于火焰切割，不仅使用安全，切割质

50、量获患上提爲，并且与乙块气体和比，便宜，成本低，具有显著的 经济效益。尤其是减少了乙块气体制备的能量物质浪费（煤、水、电）和环境污染，具有广泛的社会效益。1. 2. 4烧焊前后的热处置惩罚技能近年来，在压力容器等烧焊布局制造中，低合金高强钢材料的应用日趋增多，但在提高钢材强度的同 时，其烧焊裂纹敏感性也増强。因此，焊前预热、烧焊后热及焊后热处置惩罚等工艺措施就显患上至关重 要，它们是保证压力容器等烧焊布局件质量的要害环节，在国内外一夭比一天受到广泛重视，并作为压力 容器等烧焊布局制造中的专门课题來研究。1. 2. 4. 1 预热预热是徃烧焊迹步行的，其h的是为了减低悍缝熔敷金属和母材的冷却速度

51、，以防止对裂纹做感的淬 硕组织和氢的共同效用而出现裂纹。预热必须采用适当的方法，将烧焊接头及其附近的区域以平缓的温度 梯度加热到划定温度，且不能产生有害的过热。对丁预热温度的测量，一般采用便携式数显仪、测温蜡笔 等。通过适当的预热，可以展缓焊后热处置惩罚前提或者省略焊后热处置惩罚，这在压力容器制造标准（如 gb150-1998）中获患上体现。预热加热的方法有：燃气燃烧器，以管道煤气、液化右油气及天然气为燃料：电加热设备，采用指形 加热元件，链轨式瓷陶加热垫或者感应加热等。对于人型布局件，可以将它们幣体放入炉中举行预热，然 后再拉出来举行烧焊。压力容器上的纵缝、环缝、接管焊缝的烧焊,常采川燃气燃

52、烧器举行预热,或者直 接川管道煤气火焰举行加热，但热效率比较低。在没有管道煤气或者使用液化气不方便的地方，较多采川 电加热方式举行预热。电加热比燃气加热易于控制，但加热速度较慢，在用于截面较厚的部件时尤为明显。近年來，新型燃气加热器和电加热设备获患上广泛的应用。例如，红外燃气加热器，引射式液化气加 热器等比传统的燃气加热器提高热效率30%以上，并且更加安全和方便；跟着电加热元件的发展更新，可 以制做各种拆装方便、适合于加热不同形状、布局的专用电加热设备，如哈夫管道电加热器，以及专用于 球形储罐烧焊安装的框架式电加热器等。1. 2. 4. 2 后热烧焊后紧接着对烧焊区举行后热处置惩罚的目的，在于

53、排除烧焊区内氢等有害气体，在-定程度上减 低烧焊接头的硕度。在人型压力容器制造过程中，特別是用dr-mo钢制造的压力容器，为防止焊缝氢引诱裂纹的产生，经 常需要屡次进炉举行中间消弭应力退火（isr）,这不仅会使生产成木上升，延伸产物制造周期，并且有可 能会使材料的强度和韧性恶化。日本神户制钢所在二十世纪80年代就对后热消氢处置惩罚用来代替通例的 中间退火（1sr）做了系统的测试研究，并证明其行患上通性。国内许多大型压力容器生产厂在现实产物制 造过程中也经常采用后热消氢处置惩罚來代替中间退火处置惩罚，并且效果杰出。当然，用后热消氢來代 替中间退火，必须是在严格按照工艺规范生产的前提下举行，否则会造成严重的不良后果。1.