螺杆泵泵体焊接修复,so easy...

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楼主 2020-10-16 16:18:48
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天津地区普降大雪气温突降至零下14℃左右,造成某石化公司原油卸车场的1号和3号螺杆泵的底座加热套严重冻裂, 形成600mm和900mm的开放性裂纹(如图1),急需补焊。该泵体材质为HT-250灰口铸铁,其化学成分见表1。
    


1    焊接分析         


铸铁具有优良的耐磨性、铸造性和可切削加工性,在工业生产中得到广泛应用,据统计, 在汽车工业中,铸铁用量占50%~70%,在机床中占60%~90%。但在铸造过程中经常产生气孔、裂纹、夹砂等缺陷,


同时,因其力学性能较低, 铸铁件在使用时由于超负荷、机械故障、甚至环境温度变化都有可能造成损坏。因其本身的物理、化学性质,焊接性较差,焊补比较困难。


日常生产中经常采用镍基焊条冷焊法和钢芯焊条热焊法,镍基焊条冷焊法焊接时效率低、成本高;热焊法焊接时劳动条件差,且大型机件加热、保温困难,难以满足工艺要求。
    
2    焊接方法         


手工电弧焊设备简单,操作灵活,适应性强, 为此,选用了ZX7-400逆变式手工电弧焊机,打底焊、填充焊、盖面焊均采用手工焊条电弧焊。    


3    焊接材料    


焊接材料分析         


E4315焊条和ENiCrMo-3焊条用于灰口铸铁、球墨铸铁、铸钢等铸造设备的焊接修补时,焊接过程中能观察到电弧燃烧稳定,熔滴过渡正常,熔池中没有剧烈的物理反应发生,表明焊接熔敷金属与母材均无排斥现象,较为亲和,在石化公司各装置、设备抢修补焊时得到良好的应用。


 打底、填充层焊条的选用         


打底焊、填充焊均采用E4315焊条,牌号J427, 为碱性低氢钠型结构钢焊条,可进行全位置焊接,具有优良的工艺性能和力学性能,抗裂性较高,用于焊接重要的相应强度等级低碳钢厚板结构和低合金钢结构,其化学成分见表2。



 盖面层焊条的选用         


盖面焊采用ENiCrMo-3焊条,为美国泰克罗伊万能电焊条,焊条牌号TECH-ROD112,焊条药皮为碱性,具有电弧稳定、飞溅小、熔渣覆盖均匀、脱渣容易、焊缝成形好,金属强度、塑性、韧性、抗气孔性能良好等特点, 有极佳的抗应力腐蚀开裂和抗点蚀能力,主要用于焊接超级奥氏体不锈钢,其化学成分见表3。   


 4    焊接工艺  


焊前准备         


根据断口的实际情况,把裂缝放在处于立缝位置,先用J422焊条开单面坡口,坡口角度为60°~80°,钝边应为2~3mm,如图2,坡口开完后用小锤在坡口附近轻轻锤击以消除应力, 再使用内磨机进行打磨,焊接前清除断口周边及表面的油污和杂质,使其露出基体的金属光泽,减少焊接缺陷的发生。 


焊接工艺参数         


焊条直径由焊修部位的厚度确定,焊补灰铸铁时,应尽量选用小直径的焊条,以减少焊接热输入。根据断口的实际情况,打底层、填充层和盖面层均采用直径2.5mm焊条,多层多道焊接,焊条在使用前进行烘干,烘干温度为350℃, 保温1h,使用时焊条放在焊条筒里,用一根取一根;


在保证焊条金属与基体熔合良好的情况下, 尽量采用较小的焊修电流,避免焊件温度过高产生较大应力;电弧长度尽量保持在焊条直径的0.5倍,以保证电弧燃烧稳定、熔合良好。焊接工艺参数见表4。


操作要求  


采用短电弧、小电流焊接,每层先焊两侧后焊中间,第一层焊完后,用角向磨光机打磨焊道,确认无气孔、裂纹后再焊第二层。


分段、断续焊接,不可连续施焊,每段长度30~40mm,相邻两段之间留10~15mm的止裂段。每段焊完后,应采用米字锤击法锤击焊缝, 以松弛应力,待冷却至60℃左右再焊下一段,逐段焊完后再焊止裂段,止裂段焊接前进行打磨以保证焊缝接头处的质量。


施焊中以直线运条手法为佳,焊缝应与母材呈圆滑过渡,收弧时填满弧坑,有利于防止、减少应力集中,避免产生裂纹。   


 5    焊接质量检验  


外观检查         


焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、熔合性飞溅、咬边、焊瘤等缺陷;焊缝不得低于母材并应与母材圆滑过渡。


无损检测         


进行100%的渗透(PT)检测,对泵体焊缝进行工作压力1.5~2.0倍的水压检验,合格后方可投入使用。    


结束语        


 焊补过程严格执行了焊接工艺要求,取得了良好的焊补效果,经过近半年的质量跟踪,产品各项技术指标均满足要求,设备运行良好, 验证了用结构钢碱性焊条和镍合金焊条焊补铸铁机泵的可行性。


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