液氣分離器薄板焊接接頭質量控制

馬世輝

(承德石油高等專科學校，機械工程系，河北承德 067000)

液氣分離器是與節流管匯配套使用，用于脫離鉆井液中游離氣體，可應用于欠平衡鉆井和含硫化氫氣體的鉆井液處理。液氣分離器屬壓力容器，板厚8～12 mm壓力容器薄板焊接問題一直是行業長期存在的問題。某廠生產板厚8～12 mm φ800/0.9 MPa液氣分離器，其材質為Q245R，其焊接工藝為內層用焊條電弧焊焊接，外層用碳弧氣刨法清根后，埋弧自動焊完成焊接。射線檢測拍片發現部分底片存在密集型氣孔。因而查找原因，采取諸多措施后，有效去除了密集型氣孔。

1 質量控制措施

1.1 工藝改進

圖1a)為工藝改進前的工藝措施，其焊接方法為埋弧自動焊加焊條電弧焊，在生產過程中發現，生產效率低、焊接工作量大且質量不穩定。由于埋弧自動焊焊接熔深大，焊縫質量優異，勞動條件好等優點。因而，考慮采用對工藝參數的波動和工件裝配質量不敏感的石棉板做成的臨時工藝墊板法進行焊接，見圖1b)，采用石棉襯墊埋弧自動焊可采取較大的焊接線能量。

1.2 焊接工藝分析

Q245R因含碳量較低，焊接性較好，其化學成分表1所示。石棉板做成的臨時工藝墊板法采用高錳高硅低氟熔煉焊劑 HJ431，配合焊劑H08MnA焊絲，以提高抗氣孔能力。焊前清除焊件表面鐵銹、油污和水分等雜質，焊劑需在250℃烘焙2 h。

焊接線能量E的大小對保證焊接接頭質量至關重要，焊接線能量大，8～12 mm板厚會出現焊接變形、燒穿、夾渣的產生，焊接線能量小會出現未焊透、密集型氣孔等問題。

表1 Q245R化學成分

表2 石棉墊板埋弧自動焊焊接主要工藝參數

1.3 焊接工藝評定結果分析和評定

1)化學成分分析(見表3)

2)力學性能分析

在焊接工藝試板上制取試件進行拉伸、彎曲和沖擊試驗的力學性能試驗，其結果為焊接接頭抗拉強度為490 MPa，沖擊韌度焊縫處為36.5 J/cm2，熔合區35 J/cm2，焊縫冷彎180°(包括面彎、背彎、側彎)結果合格，證明焊縫力學性能合格。

3)無損檢測

對試樣焊制后，焊接接頭外觀檢測，焊縫外形尺寸符合技術要求且成形美觀，按照JB/T4730-2005《承壓設備無損檢測 射線檢測》合格底片Ⅱ級以上超過99%。采取質量控制措施前后對比結果見表4所示。

表3 熔敷金屬化學成分

表4 兩臺液氣分離器射線檢測結果

2 結論

板厚8～12 mm壓力容器筒體薄板焊接接頭質量控制采取諸多措施后，焊接接頭外觀檢測后，焊縫外形尺寸符合技術要求且成形美觀。焊接接頭射線檢測后，底片無出現密集型氣孔，合格底片Ⅱ級以上超過99%。經焊接工藝評定，顯示結果合格。進而在多臺產品上應用，證明采取的措施保證了焊接質量，取得了較好的效果。

［1］ 中國機械工程學會焊接分會.焊接手冊［M］.北京:機械工業出版社，2007.

［2］ 陳祥坤，江明茂，戴麗杰.鍋筒環縫石棉襯墊法埋弧自動焊接工藝［J］.電焊機，2005，35(8):18－20.