不锈钢复合板烟气脱硫塔焊接施工技术

不锈钢复合板烟气脱硫塔焊接施工技术

苗伟

（合肥明志电力工程有限公司安徽合肥230071）

摘要：随着我国经济社会的发展和对能源需求的快速增大，燃煤、燃油及炼油等过程形成的SO2排放量日益增加，其与环境污染之间的矛盾越来越突出。其中，石化企业重油催化裂化装置的再生烟气S02是其中重要的污染源之一。在加工制造过程中采用了钨极氩弧焊，并加强了焊接的保护措施，保证了焊接质量。

关键词：不锈钢复合板；烟气脱硫塔焊接；施工技术；

烟气脱硫塔采用既能保证烟气脱硫塔的强度又能起到防腐作用的不锈钢复合板，同时造价费用将比采用整体不锈钢板节约。尽管该装置具有良好的环保效能，但对施工组织、施工技术、安全施工等方面要求很高，特别是烟气脱硫塔的现场不锈钢复合板焊接施工是一关键技术难题。围绕这一问题，在施工的过程中采取了有效的技术路线，保证了整体工程的质量。

一、不锈钢复合板烟气脱硫塔焊接施工技术

1.不锈钢复合板焊接。不锈钢复合板是由复层（不锈钢）和基层（低合金钢等）爆炸复合而成的双金属，由复层保证耐蚀性能，强度主要靠基层获得，这样可以节约大量不锈钢，具有良好的经济价值。为了保证不锈钢复合板不失去它良好的综合性能和价格优势，对于复层和基层应分别进行焊接。当用低合金钢焊条焊接基层时，可能熔化到不锈钢复层，由于合金元素渗入焊缝，使焊缝金属硬度增加、塑性降低，易导致裂纹产生。当用不锈钢焊条焊接复层时，可能熔化到不锈钢复合板基层，使焊缝合金成分稀释而降低焊缝金属的塑性和耐腐蚀性。为了防止以上两种不良的结果，在复层焊缝和基层焊缝之间必须采用过渡焊条焊接。过渡层焊接是不锈钢复合板焊接的关键，需从焊接工艺评定（坡口、焊接工艺参数）、焊接管理、焊接材料及焊接检测等方面进行控制，从而达到优良的焊接质量。通过对焊接工艺评定，选择合理的坡口型式，使施工人员掌握了复合板的焊接要求及焊接技术，烟气脱硫塔封头部分焊缝按设计图纸和标准的要求，所有焊缝均进行100％射线检测，其余焊缝均为10％射线检测。10％焊缝检测主要针对丁字缝，通过检测，焊接合格率达到了98．6％，并且对焊缝试件进行了宏观金相组织分析和耐腐蚀试验，保证所有焊缝复层与过渡层、过渡层与基层的熔合程度满足设计及规范要求，并且对吊装时焊接的所有吊耳均进行渗透检测，保证吊装作业的安全、可靠，从而保证了烟气脱硫塔的整体焊接质量。内筒体与过渡段堆焊层的焊接尤为重要，按原设计，堆焊层宽度为98mm，根据现场实际施工条件，无法焊接，通过与总承包单位沟通与协商，变98mm为35mm，并在DN4500筒体处堆焊层部位均布12个过桥加固件。过桥加固件为不锈钢板，尺寸为450×150×10。通过选择该焊接方法，解决了现场堆焊的施工难题，节约了施工成本及时间，并且通过计算，满足了承重要求，保证了焊接质量。

2.烟气脱硫烟道与吸收塔连接段管道焊接操作要点。①正式焊接前，对清理好待定位焊接的焊口，都用自粘胶带对坡口进行密封，在管子两端采用木塞密封，其中一木塞中间插入充氩管预先通氩气10min进行置换后，使用配不锈钢丝刷的角向磨光机，再对待施焊的坡口清理一遍，清除掉一些不可见的附着在坡口表面的氧化物和其他杂质，并用丙酮清洗后方可进行焊接作业。采用手工钨极氩弧焊，每道焊口沿圆周均匀点焊4处，每处点固长度20～30mm，高度不超过壁厚的1/3。同时要将定位焊的焊缝两端打磨成带斜坡的凹槽，以使接头部位能熔合良好。定位焊接在全保护下进行，定位焊缝不能有裂纹、气孔、夹渣及氧化变色等缺陷，当发现缺陷时应及时消除。②焊接过程中，在焊枪后面增加一个通氩保护拖罩（拖罩宽为40mm，长为80mm），同时在管内要充氩保护。在焊接过程中，拖罩和喷嘴的距离始终保持在20～30mm范围内，当焊接结束后，拖罩保护和管内充氩保护不能立即结束，必须等焊缝温度降至100℃以下，才能停止送气。③为了保证焊接过程中热量不集中，焊接时采用分段焊接，分段长度为100mm左右，每一分段焊接停止后，冷却到手摸不烫，严格保证焊缝层间温度不高于90℃。④钨极的伸出长度要短，以不妨碍观察熔池为限；氩气流量要适中，流量过大不容易形成稳定的气流层，反而会在保护区内形成紊流，使有害气体浸入熔池，另外，过大的气流使得熔池冷却速度加快，焊缝表面容易出现裂纹；过小的气流保护不到位，达不到保护效果，焊缝打底焊时，背面氩气流量不宜过大，否则会影响正面保护效果。⑤焊接过程中电弧保持稳定，防止钨极与焊件或焊丝接触造成夹钨；打底层采用短弧焊、快速焊，焊枪和焊丝采用直线移动，不作摆动。盖面层焊枪也只能作微幅慢速摆动。⑥焊丝端部在焊接过程中不能脱离保护范围，否则焊丝端部会被氧化，如发现焊丝端部已经氧化，须将氧化部分去除然后才能使用。⑦焊接时，确保起弧与收弧的质量，起弧和收弧点必须是在坡口内进行，收弧时必须将弧坑填满。送丝的时候不能将焊丝快速地一送一抽式移动，应当慢速均匀地将焊丝往熔池里面填，否则会造成保护气体紊乱，影响保护效果。⑧盖面层焊接前，必须再次用配不锈钢丝刷的角向磨光机进行层间彻底清理以及管内充氩保护，在焊接过程中，层间温度不得高于90℃。盖面层的焊接，层间接头应相互错开。⑨焊接结束或中断焊接前，应在关掉高频开关后，保持焊炬不动，慢慢熄灭电弧直至中断，之后让喷嘴与保护拖罩仍然在原焊接位置停留，焊接结束后，焊接区的温度降至100℃以下才能停止管内充氩保护并取下拖罩。

3.大型工字钢煨制和吊装技术。通过分段逐步压制，每一圆弧段成型要煨制3遍，以保证工字钢腹板不变形，通过试验，我们成功地完成了这些工字钢加强圈的煨制，并为以后类似煨制积累了成熟的工艺。只能采取钢板拼焊成型，且拼焊变形大、成型尺寸准确度低、外型不美观、在外圆加固时难以达到施工和设计要求，影响整体设备的成型等质量问题，为今后类似的工程积累了丰富成熟的施工经验。吊装是该工程的重点所在，既要保证安全，又要节约成本，事实证明，只要我们吊装条件准备充分、工序安排合理，每一次吊装都能顺利吊装到位，并且在吊装过程中防止吊装段不发生变形。烟气脱硫塔的主要材质为不锈钢复合板，吊装时里面加固，不能直接与不锈钢焊接，针对这一技术难题，我们在加固措施上采用了丝杠连接的方式，制作米字型支撑，有效地保证了筒体在吊装过程中不发生变形，保证了筒体在吊装组对时的几何尺寸，解决了施工技术难题。

二、焊接注意事项

焊接基层焊道不得触及和熔化复层。先焊基材，其焊道根部或表面，应距复合界面l～2mm。过渡层的焊接。焊接过渡层时，要在保证熔合良好的前提下尽量减少基材金属的熔入量降低熔合比。为此，应采用小直径的焊条或焊丝以及较小的焊接线能量。过渡层的厚度应不大于2mm。复层的焊接。在焊接复层时，要注意保护复层的表面，防止焊接飞溅物损伤复层表面。不得在复层表面随意引弧、焊接工卡具以及临时支架等。复层焊缝表面应尽可能与复层表面保持平整、光顺。对接焊缝余高不大于1．5mm。焊接时尽可能采用小电流多层多道焊，焊后缓冷。雨雪天不得施焊，氩弧焊应采用防风措施。冬季施工应采取预热和后热处理。

通过对工程所用不锈钢复合板焊接研究分析，加强焊接管理，控制焊接坡口加工、焊接材料、焊接工艺参数、焊接检测等关键环节，是本次施工的关键。工程施工完成后，一次试车成功，烟气脱硫效果达到设计标准。

参考文献：

[1]乐精华.耐蚀阀门用哈氏合金［J］.阀门，2017（1）：34-36.

[2]焊接手册第二卷［M］.北京：机械工业出版社，2017.

[3]英若彩.熔焊原理及金属材料焊接［M］.北京：机械工业出版社，2015.