铝合金精馏塔的现场焊接技术

作者：浙江创兴化工设备有限公司来源：http://www.taijidns.com 更新时间：2022-8-22 15:49:08 点击次数：

铝合金精馏塔的现场焊接技术

　一、概述

　首钢制氧厂购入的3万m。的制氧机组全套设备总重量约2200t，80多万件。仅铝合金管道就有11种之多，其空分装置冷箱内的铝合金管道材质等级为K级，设计温度为-195～150℃，管道从φ25mm到φ100mm共98条管线，长度累计3470多m，仅管道接头多达：3200多个。

　1.物理性能

　铝及其合金的导热性强而热容量大，线膨胀系数大，易产生较大的焊接变形和内应力。另外，铝及其合金由固态转变为液态时，并无颜色的变化，因此不易确定焊缝的坡口是否熔化，给在焊接操作上掌握和控制温度带来了很大困难。同时高温时铝及其合金的强度小，常可破坏焊缝金属的成形，易造成焊缝金属塌落和烧穿。

　2.化学性质

　铝及铝合金表面，极易形成致密难熔的三氧化二铝氧化膜，这层氧化膜不仅会阻碍着基本金属的熔合，而且易造成焊缝金属的夹杂，引起焊缝性能的下降。另外，氧化膜还会吸附大量水分而促使焊缝产生气孔。

　由此不难看出此次安装施工难度大，焊接质量要求高，所以我们要求所有参加的焊工必须进行岗前培训，经考试合格，德国专家认可，方可进行现场焊接操作。虽然已经预先完成了各项相关的工艺评定，但是现场的实际组焊工作要比试样什的工艺评定更复杂、更艰难。

　二、精馏空气塔的现场焊接技术

　制氧机组的心脏设备空分装置冷箱，按其功能划分为主热交换器、精馏空气塔和稀有气体三部分箱体。精镏空气塔塔体均为铝镁合金制造，分为压力塔(下塔)和低压塔(上塔)，塔段之问的环缝需要现场拼装后焊接。为确保焊接质量，施焊前进行了焊接性分析和各项相关的焊接工艺评定工作，制定了相应的焊接参数。

　1.焊接参数的选择

　根据焊接工艺试验的结果，我们进行现场焊接时的工艺参数选择范围汇总(见下表)。

　在实际焊接时，我们将使用的铈钨极磨成圆珠形基本上满足了要求，使用纯度＞99.99％的氩气作为焊接时的保护气，并根据焊件厚度和实际焊接时的具体情况来确定焊接电流的大小，通过试焊操作进行试板模拟，并观察电弧情况来判断电流是否合适(如图1所示)。

　焊接电流正常时钨极端部呈熔融状的半球形(见图1a)，此时电弧最稳定，焊缝成形良好；焊接电流过小，钨极端部电弧单边(见图1b)，此时电弧易飘动；焊接电流过大时，易使钨极端部发热(见图1c)，钨极的熔化部分易脱落到焊接熔池中形成夹钨等缺陷，并且电弧不稳定，焊接质量差。只有调整好工艺参数，确认无表面缺陷后，才能够进行正式的焊接操作。

　2.精馏塔焊缝位置及形式

　由于制氧设备属于大型超限设备，需要分节运抵现场进行安装和组焊。其中精馏塔低压塔(上塔)高18.68m，内径3.85m，壁厚8mm，与压力塔(下塔)接口端部以20mm，的加固形成过渡；压力塔(下塔)高7.9m，内径3.85m，壁厚14mm，其接口呈梯度差形式的接头，拼接接头需在冷箱内进行，焊缝标高21.84m，成形焊缝长12.23m，焊缝总量为61.15m，对于精馏塔塔段之间的环缝我们按照要求采用交流氩弧焊双人双面对称焊技术，拼接焊缝的位置及形式