關于大厚度TP347H管凸臺返修焊接工藝的分析

摘 要：本文以某公司為例，具體對大厚度TP347H管凸臺裂縫情況進行分析，在了解裂縫原因的基礎上，以現場實際情況出發，結合行業規范，對焊接工藝展開研究。通過將科學焊接工藝應用到裂縫返修過程中，可進一步保障TP347H管凸臺返修質量，并提高其使用效果。

關鍵詞：TP347H管凸臺;返修;焊接工藝

引言：TP347H管屬于不銹鋼管，主要呈現化學成分均勻的特點，耐腐蝕性能良好，抗氧化性顯著，可廣泛應用于大型鍋爐過熱器等設備中，應用效果良好。但是在實際應用過程中，TP347H管凸臺裂縫問題將會嚴重影響其使用質量，因此，強調臨床應積極采取有效焊接工藝，保障TP347H管正常應用。

1.案例分析

某企業在檢修過程中，經PT檢測，發現轉化爐集合管凸臺存在裂縫問題，要求予以返修。該轉化爐材質為奧氏體不銹鋼，具體凸臺規格為Ф710mm*56mm。由于涉及到大量焊口，要求焊接工藝應具備較高的準確性以及科學性，因此，強調相關工作人員在返修工作中，應重點加強焊接工藝控制，確保裂縫問題得到有效解決。表1為TP347H管力學性能[1]。

2.裂紋原因

結合PT檢測結果，并以現場返修實際情況作為參考，可發現轉化爐大部分裂紋位置管臺焊縫附近，與熔合線較為接近。裂紋分為橫向、縱向兩種，其中，前者主要垂直于橫縫，并處于管臺母材深處，而后者主要呈現連續狀態。因為管臺存在壁厚的特點，需要耗費大量時間進行焊接工作，在焊接過程中，熱量也相對較為集中，將會提高材料熱應力，并且因為焊接需要反復進行，并且還需要配合加熱處理，將會進一步提升焊縫焊接應力。在運行過程中，轉化爐集合管溫度可達到660℃，并且在連續運行的情況下，焊縫將會產生拉應力。TP347H管對填充材料純度以及焊接工藝要求十分嚴格，在未得到有效控制的情況下，將會出現裂紋。

3.裂紋處理

因為該企業管凸臺厚度較大（57mm），并且裂紋位置相對特殊，工作人員經研究后，選擇碳弧氣刨，并配合機械打磨方法，完成相應的處理工作。具體而言，在開始碳弧氣刨前，工作人員可借助防火毯，包扎、隔離管線，以免在碳弧氣刨處理過程中，受到飛濺影響，導致管線表面被污染。按照裂紋方向，刨出相應的坡口，并使用磨光機對焊縫進行打磨，并完成焊縫清理工作。使用不銹鋼專用磨光片和磨頭對焊縫進行處理，可有效避免母材滲碳情況。同時，為進一步避免焊縫出現滲碳情況，在完成碳弧氣刨后，工作人員可打磨出相應的硬化層，經有效手段，使其冷卻到常溫狀態后，進行PT檢測，確保焊縫得到有效處理。在裂縫清除后，工作人員應著重對較深裂紋予以處理，并擴大坡口，確保能夠打磨、焊接干凈，提高焊接質量。該企業共使用2臺氣刨機，確保各個道口能夠得到持續性作業，在刨開焊縫部位后，利用測溫儀完成測溫處理，始終將溫度控制在100℃范圍內，以免受到溫度過高影響，導致裂縫問題加劇。

4.焊接工藝

4.1焊接施工

在施工前，要求所有參與技術人員均需要接受技術交底，詳細了解整個焊接流程以及技巧，確保焊接工作有效開展。本文主要使用全氬弧焊接工藝進行焊口處理，并使用充氬保護措施對焊口內壁進行保護，要求氬氣純度應高于99.95%。本文選擇焊口材質為SA-213TP347H，焊絲材料為TIG347，在使用焊絲前，應借助砂紙，將污物進行處理。針對對口處理，在對口前，工作人員應借助機械方法，做好坡口以及兩側管清理工作，確保坡口以及兩側管能夠保持良好的金屬光澤。在打磨、清理坡口過程中，工作人員應注意把控尺寸，以免最終形狀出現差異。合理調整坡口角度，保持在30°，并保留1.5～3mm間隙，經焊工確認后，才能夠正式進行對口。在對口過程中，應保持內壁齊平，并且端面垂直于中心線。在焊接前，應落實檢查工作，確保管內干凈并且無異物存在[2]。

在焊接前，工作人員應借助充氬保護措施，對材料根部進行有效保護。在焊接前，應先檢查焊縫，后進行施焊。因為奧氏體不銹鋼具有較高的合金含量，在焊接過程中，易存在熱裂紋風險，并且在溫度過高的情況下，還會出現晶間腐蝕，因此，工作人員可采取小規范施焊形式，完成焊接工作，并通過使用小線能量，降低熱輸入量，在加快焊接速度的情況下，可有效減少高溫停留時間，并且在整個焊接過程中，工作人員應做好焊接溫度控制，要求應控制在80℃范圍內。對于整個焊接工作而言，應避免在焊縫其他區域進行引弧、收弧操作。在焊接中，如果發現問題，應在第一時間借助機械方法，完成缺陷清理工作，并在確定無問題的情況下，繼續進行焊接。

4.2縫隙檢測

在完成焊接工作后，工作人員應清理掉焊縫表面存在的雜物，確保焊縫處于均勻整齊狀態，并使整個熔合線向母材過渡，不允許焊縫出現任何缺陷。因為管臺焊縫咬邊形成較為困難，因此，可使用鋼絲刷對焊縫進行打磨處理，為后續檢測工作提供方便。在檢測焊縫外觀合格的情況下，可使其冷卻到常溫狀態，并完成PT檢測，以免影響檢測質量。

結論：綜上所述，基于大厚度TP347H管凸臺裂縫情況，通過以焊接工藝作為依據，并根據行業焊接規范，落實各項施工作業，可有效完成返修工作，確保TP347H管凸臺能夠正常使用。在本文研究中，經返修后，TP347H管凸臺裂縫情況得到有效解決，使用效果良好，在運行該裝置后，2個月內未發現任何問題。

參考文獻：

[1]閆明洋，顏志華，張力.小車凸臺R角堆焊機研制與應用[J].中國重型裝備，2021（03）：44-45+48.

[2]崔洋，趙軍，高峰.鈦合金模鍛件焊接工藝凸臺的研究[J].科學技術創新，2021（13）：155-157.

作者簡介：

夏德國（1979年5月—），男，漢族，山東日照人，大專學歷，初級職稱（技術員），主要從事金屬焊接方面的研究工作。