低中压锅炉用电焊钢管的质量分析

【摘要】本文以低中压锅炉用电焊钢管的概述为基础，着重对低中压锅炉用电焊钢管的实验介绍进行了分析，以实际为出发点对锅炉用焊接钢管生产的关键技术进行了探讨。

【关键词】低中压锅炉，电焊钢管，质量分析

中图分类号： TK223 文献标识码： A

一、前言

低中压锅炉用电焊钢管的质量是施工过程中的基础性管理，用电焊钢管的质量是人们不容忽视的重点。只有将技术管理内入到生产的管理中，才能不断提高施工技能和技术管理水平，有效促进生产的持续发展。

二、低中压锅炉用电焊钢管的概述

锅炉管长期工作于一定的高温和压力的苛刻条件下,要求管材本身具有一定的热强性、组织稳定性、抗氧化腐蚀性和良好的工艺性。所以在我国相当长的时间内,均采用无缝钢管做锅炉管。随着焊接技术的进步和先进的热处理工艺的采用,使电焊钢管的焊缝质量和焊管的整体性能均达到了锅炉管的使用要求。特别是用做锅炉管焊管的表面质量和尺寸精度优于无缝钢管,并显示出极强的竞争力,成为焊管的发展方向之一。随着国民经济的发展,各行业对锅炉用钢管的需求量大幅度增加,目前,我国每年需要各类锅炉用钢管约80万t。锅炉用钢管分为无缝钢管和焊接钢管。由于焊接钢管尺寸精度高,表面质量好,生产成本低,价格便宜而深受用户欢迎,其使用范围不断扩大。近年来随着电焊钢管质量的提高,不但大量应用于普通工业锅炉上,而且已应用于大型350MW的电站锅炉上。近几年来,已为国内锅炉行业提供了5万多t优质锅炉用电焊钢管,用户遍布全国十几个省市近200家企业。最早使用我厂锅炉用电焊钢管制造的锅炉,目前仍运行良好。

三、低中压锅炉用电焊钢管的实验介绍

1、热轧实验

热轧实验是在东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的必300轧机上进行的。试样由本钢提供,选用具有不同化学成分的感应电炉熔炼铸锭,徽成35x80又14omm的锻坯,加热至125。℃保温均匀,进行热轧,经阶梯辊三道次压下后轧成12mm厚的成品板条。在热轧过程中,温度的测量采用的是红外线测温仪,轧件的轧后冷却使用实验室水幕冷却装置,该装置利用水量大小的调节和轧件移动速度的快慢,进行冷速的控制。冷却后的轧件迅速放入石棉保温箱中保温,以模拟现场的卷取过程。

2、模拟焊接实验

模拟焊接实验目的,是研究化学成分与工艺参数对焊缝、热影响区组织和硬度分布的影响。模拟焊接试样采用热轧实验板材,加工成一端带螺纹的必10火60mm圆棒,将两个圆棒试样的端面靠在一起,电阻加热至峰值温度进行焊接。

四、锅炉用焊接钢管生产的关键技术

1、焊管用原材料的质量控制

（一）、带钢的内在质量控制

焊接钢管的焊缝质量最容易受带钢化学成分和内部有害杂质的影响。S、P 和其他有害杂质虽对无缝钢管的质量有一定的影响, 但从影响程度上看对焊接钢管焊缝的影响更大, 所以对钢中 S、P 等杂质的纯净度要求甚至高于对无缝钢管的要求。在一定温度和压力条件下工作的中高压锅炉用焊接钢管应采取真空脱气技术。冶炼过程中要求将化学成分控制在一定范围内。有害气体和非金属夹杂物控制在极小的范围内, 非金属元素的总和降低到 0.1%以下, P 控制在 0.015%以下, S 控制在0.01%以下。当钢中 O2的体积分数大于 100×10-6,H2的体积分数大于 6×10-6, N2的体积分数大于60×10-6时, 就会引起焊缝中心区变脆, 因此要严格控制。

（二）、带钢表面锈蚀的预防

带钢表面的黄锈为氧化铁和结晶水。在焊接过程中, 高温会使其中的 O2、H2析出, 如不能及时排出而存在于焊缝之中, 易产生气孔微裂纹, 从而改变钢的组织结构, 降低材料塑性, 影响焊缝质量。所以, 在生产过程中要避免带钢表面生锈。

（三）、带钢的表面质量控制

锅炉用焊接钢管所用的带钢都必须通过纵剪,而纵剪带钢在纵剪吊运过程中难免损伤边缘, 产生一些用肉眼看不清的微小裂纹和压痕。这些细小的缺陷对一般焊接钢管是不会有什么影响的, 但对锅炉用焊接钢管就可能是一个潜在的隐患, 在温度和压力的疲劳负载下会扩大成裂纹。为了消除后患,将所用带钢边缘修去 1~2 mm 是非常必要的。所以, 应在生产线内增加带钢修边设备。

2、焊接钢管的成型工艺技术

近几十年来, 焊接钢管的成型工艺有了很大进步, 如美国的排辊成型工艺、奥钢联的 CTA 技术、日本的 FF 柔性成型技术等, 对成型后的焊口形状和钢管表面质量都有较好的保证。但对外径小于114 mm 的焊接钢管, 多用传统的成型工艺―――双半径孔型系统和 W 孔型系统加上三辊或四辊挤压、四辊定径来保证成型质量。各种成型工艺技术适合不同的条件, 应在设备选型时慎重考虑。

3、高频焊接装置的自动控制技术

焊缝质量是钢管整体质量的一个重要方面。高频焊接的机理是运用高频电流的邻近效应和集肤效应, 将带钢边缘加热至熔融状态, 经挤压辊挤压,使钢带边缘熔焊, 其热量的控制直接影响焊缝质量。如热量过高达到熔化状(毛刺是滴状的) , 会使焊缝过热, 易产生魏氏组织; 如热量过低就会产生假焊。热量控制以往是依靠操作工人的经验做调整, 这对于生产一般焊接钢管是可以的, 而对生产锅炉用焊接钢管就需要一套自动控制调整系统, 这套系统配有测温仪、测速仪、测厚仪、挤压力测试仪, 以及电流、电压仪表, 将所检测的数据输入到计算机中, 由计算机将检测数据与设定的数据比较分析, 做出修正信息后输送给减压器, 调整高频的输出功率, 控制焊接温度, 对焊缝过程进行闭环控制, 并可以与钢管探伤的信息相配合, 实现焊缝质量的控制。近几年发展的固态高频发生装置, 对实现高频焊接自动控制、降低能耗更加有利。

4、焊管的焊缝内毛刺去除技术

去除焊缝内毛刺是锅炉用焊接钢管必须的要求。去除焊缝内毛刺的专用装置安置在钢管内部,受带钢精度、机组精度、成型工艺、焊缝形状等影响, 其工作质量往往得不到保证。国外资料报道:内径在 14 mm 以上的焊管都可以去除内毛刺。实际上内径∧25 mm 的焊管清除内5、焊接钢管的探伤检查技术焊接钢管的探伤检查有 2 个工序: 第 1 个工序是放在定径即在线探伤后, 其作用是监测焊缝质量, 发现缺陷并把缺陷信息反馈到计算机中, 通过比较及时调整高频焊接自动控制系统, 对焊接参数进行调整, 保证焊接质量。探伤的方法有超声波探伤、涡流探伤, 还有新发展的漏磁探伤, 一般采用超声波探伤。

6、焊接钢管的热处理技术

焊接钢管的加工过程使带钢的力学性能和工艺性能改变, 特别是焊缝硬化强度提高, 塑性降低,工艺性能恶化。为了改变这一状况, 必须对钢管整体做常化处理。钢管的常化处理可以使粗大的晶粒细化, 组织均匀, 硬度降低, 焊接应力消除, 使焊缝区的组织与母体金属相似, 得到良好稳定的金属组织。

五、结束语

低中压锅炉用电焊钢管的质量在生产过程中呈面极其重要的地位，我们不仅要努力做好各项工作，还要与其它方面协调一致、相辅相成。从而使技术管理工作不断得到完善和提高，为生产的顺利实施提供可靠的技术保障。

参考文献

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