典型焊接技术在承压类特种设备制造中的应用分析

2015-12-22张占奎

中国新技术新产品 2015年20期

张占奎张牧

（河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南郑州 450000）

一、锅炉与压力容器的制造

承压类特种设备包括锅炉、压力容器和压力管道。其中锅炉和压力容器是在制造厂内进行生产制造，而压力管道是在安装现场把压力管道元件进行现场组对安装。锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。锅炉通过能源的燃烧产生的热水和蒸汽可直接为工业的生产和人民生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，其工业应用非常广泛；还可转化成电能，它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的基础性设备。同时锅炉压力容器存在着巨大的隐患，在使用中易损坏且破裂，严重的情况还会造成人员烫伤、中毒、现场燃烧及产生二次爆炸的严重事故。因而对锅炉压力容器安全和牢固性的方面存在着极为严格的要求。在这两种设备的完美结合中，焊接自动化工艺技术的要求就显得极为重要，高质量的焊接技术能够提高锅炉容器的安全性和密封性。同时也保障了施工人员的人身安全问题。

二、焊接自动化技术

焊接自动化即是在控制焊接过程中的各种参数，实现焊接工序自动化，对减轻劳动强度、改善劳动条件具有非常重要的现实意义。通过对金属和非金属的加热、加压改造锻焊的过程可以称为焊接。焊接自动化主要是借用一部分自动化装置和自动焊接机配套相应的焊接工序使整个焊接过程部分或者全部自动进行操作。生产中微型计算机控制的焊接自动化系统、焊接机器人等都是较为普遍和常见的焊接自动化系统。

三、焊接自动化技术在锅炉压力容器中较典型的应用

上述文中已提到焊接自动化技术对锅炉压力容器生产中的安全性和牢固程度有极为重要的意义，而锅炉压力容器的更新换代直接推动了我国工业的飞速前进。下面着重介绍几种在锅炉压力容器中焊接自动化技术存在较为典型的几种应用装备。

1 膜式壁焊机。膜式壁焊机是机械工业制造膜式水冷壁部件的核心重要设备之一，大容量高参数的电站锅炉及环保型循环流化床锅炉都广泛地采用了膜式水冷壁结构的部件，在这之前的很长一段发展时间，我国大部分此类型的核心设备都是必须支付大量的购买金钱和昂贵的关税从国外引进和进口的，随着我国把焊接自动化技术应用到锅炉压力容器的制造中，同类型但是技术和工艺更先进的设备不仅解决了我们自身应用的问题，同时也使其走向了国际化，在国际上也占领了一席之地。就目前而言，膜式壁焊机主要有两类，一类是气体保护焊，一类是埋弧焊接。我国的锅炉制造厂中，哈尔滨和东方锅炉制造厂对于气体保护焊的应用极有代表性；后者埋弧焊接则是武汉和上海锅炉厂应用较为广泛。能两大模式兼具莫过于位于首都北京的巴威锅炉制造厂以及国外的膜式壁焊机，唯一遗憾的是他们的这项技术要优于我国，据统计数据显示国外的膜式壁焊枪数目多达50头之多，远超我国近20头焊枪数目之多。上述内容自此可以看出对比国外，我国在焊接自动化技术应用的某一些方面还是不够完善和全面，我们应该从焊接速度、焊接电流、焊接电压这些并称为焊接参数三要素的基础抓起，做多方面改良和研究，提高了工作效率的同时加快提升了膜式壁焊机的自动化产出数量。

2 马鞍型焊机。马鞍型焊机顾名思义就是马鞍形状的焊机，锅炉压力容器在制造的过程中，会有大量的圆筒形状的焊接头，比如设备中的下降管和接管等等，由于马鞍型焊机的所有焊接接头在规格参数上完全不相同，在连接方式上和传统的连接方式有着很大的差异性，从这两点可以看出焊机对灵活性的要求非常高的。为了研究上述的一系列疑难问题，我国一部分的生产企业都逐渐开始自己使用这种马鞍型焊机，在亲身使用和多方研究摸索后，都解决了圆筒体焊接头焊接困难的问题。这一问题的解决使得马鞍型焊机在企业的应用范围不断扩大，在国内生产企业中得到了普遍的应用，一方面在一定的程度上推广了马鞍型焊机，提高了焊接技术的质量和效率，另一方面也提高了企业的的综合经济效益。

3 集箱短管接头自动埋弧焊机。用短管接头和内孔TIC封底的自动埋弧焊机组合成了现在使用中的集箱短管接头自动埋弧焊机。该设备是由埋弧焊机、气动式平衡吊、还有可移动小车所组成，该焊机方式的推出节约了生产时间和节约了使用成本。同时也缩短了焊接的周期。

4 直型管的接长焊机。在锅炉压力容器系列中，一些大型的锅炉压力容器为了使热量得到有效的输出，通常会应用相应的管道作为输出通道，在压力容器的设计里也有类似的全新设计理念，上文已提到焊接技术的好坏会直接影响到焊接质量的高低问题，为了更好的把焊接自动化技术应用到锅炉压力容器制造过程中，更好的提升焊接产品的最终质量，这就使得对管的预处理问题有了更高的要求，为此很多企业开始采用先进的焊接技术，进而使直管接长焊机就成了很多企业和厂家的不二选择方案。