空分焊接管理.doc

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清洁度直接影响焊接质量，因此在整个焊接过程中要保证焊材、母材、作业环境和从业人员的清洁，特别是氧压机和塔内管道及设备的安装要求更严。 13 变形要求严格 冷箱和主塔的垂直度要求较高，由于它们高度大都在20几米以上，因此焊接对垂直度的影响很大，在实际施工中要采取对称双面焊来减少变形，保证垂直度能达到要求。 14 要防止磕碰伤 由于铝材硬度较低，在施工过程中要采取各种保护措施，如吊装时钢丝绳外要加橡皮套或垫，管道组对时要用软性榔头(木头或橡胶榔头)敲打。 15 铝合金焊接易产生气孔 铝合金在液态变为固态时，气体在熔池中的溶解度急骤降低，加上其冷凝速度很快，因此极易产生气孔。同时，铝合金由固态转变为液态时，熔池颜色变化很小，更带来焊接上的难度。 2 准备工作 (1)根据不同的母材、焊材、焊接方法等进行焊接工艺评定，之后进行焊工培训考试。工艺评定和焊工考试均要进行手工钨极氩弧焊、双人双面横焊等项目。 (2)焊接施工人员根据图纸和规范要求，编制焊接施工方案，明确施工措施、技术规范、验收规范和探伤比例，在施工前对所有焊工进行技术交底。同时，给出整个工程的管道单线图，以便焊接过程中进行质量记录。 (3)交流氩弧焊机用冷却水给水点的布置及要求：预制场和安装现场要布置给水点，其中安装现场在辅冷箱顶和冷箱底部外面布置两个点，每个供水点用108mm碳钢管焊制一个小集箱，并在每个集箱上安装4只水阀。由于冷箱高度达40米左右，若水压达不到要求，氩弧焊机就易烧损。一般水压按下式控制： P=H100+005式中 P水压，MPa H冷箱高度，m 若实际水压不够，可在水管中间加只管道泵进行加压以满足要求。为减少焊把的长度，增加电弧的稳定性，提高焊接质量，在辅冷箱顶和冷箱底部各放两台焊机，同时担负上下部的焊接。 (4)在管道预制前，为尽量减少固定焊口，增加活动焊口，提高焊接质量，焊接技术人员和管道作业人员要协商如何预制，在保证吊装的前提下，尽量增加地面预制工作量。 3 冷箱焊接管理 冷箱焊接有两个特点：对称性和密封性。冷箱的垂直度要求极高，因此焊接过程中一定要保持人员的对称性和焊接速度的一致性，人员2人或4人，以基本相同的速度进行对称焊接。同时，冷箱密封要求也高，在外壁一定要满焊。 4 塔内管道预制和安装焊接管理 (1)预制场地要求：预制场地应尽量离冷箱近 些，以减少搬运工作量；必须放在室内进行，以防 风、雨等对焊接质量的影响；地面用橡皮垫铺上， 约50m2；滚胎也必须用橡皮的，防止损坏母材； 场地必须保持整洁、干净。 (2)预制后进行脱脂，两端用干净塑料布包扎 好，以防污染。 (3)组对用的榔头要用木制榔头。 (4)管道组对焊接时若要加不锈钢垫环，则垫 环的点焊方位要特别注意，一定要弄清楚管内介质 流向，要点焊在顺流侧。 (5)管道坡口要处理干净，要用不锈钢丝刷直 至露出金属光泽，焊丝要进行脱脂，焊工手套要干 净，不能有油脂、水分等。 (6)坡口组对时不能强制进行，否则应力过大 易引起焊口开裂。 (7)安装过程中，吊装大管时钢丝绳必须用橡 皮套保护，防止损坏母材或油脂沾在母材上；用麻 绳吊装小管时，绳子一定要保持干净，不然易污染 焊接坡口，影响焊接质量。 (8)安装时冷箱顶部要封好，尽量减少人孔开 口，以减少抽风效应，并可起到防风防雨的作用。 在实际施工中，为便于管道往冷箱内搬运、吊装， 一般在下冷箱一侧留一开口。根据多年的施工经 验，我们采取先集中大量预制件，堆放到冷箱内部 底层，然后封闭该开口，这样可以减小风对焊接质 量的影响，从而保证冷箱内所有焊口的焊接质量。 (9)探伤要求按焊接施工方案进行。5 上塔与冷凝蒸发器焊接管理 (1)上塔与冷凝蒸发器的组对焊缝即俗称的主 缝，其焊接质量，将影响塔的垂直度，最终影响产 品的纯度。主缝焊接是空分设备焊接中的核心，其 焊接需编制作业指导书。 (2)首先按工艺要求打磨好的主缝坡口，并进 行点焊。由于主塔直径较大且壁较厚，若按常规的 组对方法，用锲子逐渐找平，点焊难度较大。因此 我们采用塔内千斤顶外顶法进行组对，不仅速度快 而且质量较好。 (3)焊接时站人的平台搭设也很重要，最好用 木板搭设，若无，也可用毛竹片。四周设好围栏。 至于平台的高度，则因焊工的身高而异，只要焊工 感觉舒适即可，一般离焊缝高度为14米为宜。 (4)人员分工：铝焊工4名，分2组进行双人 双面横焊；电工2名，防止临时性的焊机故障，同 时由于焊机离焊工较远，电工利用对讲机配合焊工 调节电流大小；钳工2名，配合焊工进行坡口打磨 和测量垂直度；起重工2名，配合钳工在上塔顶部 调节垂直度；火焊工1名，对焊口进行预垫并给焊 工传递焊丝；焊接施工员1名，协调各方工作，并 根据焊缝间隙大小和塔体垂直度来确定起焊点，以 及处理焊前过程中可能存在的问题。 (5)焊前要焊试板，厚度同主缝一致，直到拍 片合格方可焊接主缝。实际焊接时，要将两人焊电 流之和再增大2030A。另外正式施焊时，氩气纯 度必须达到9999以上。 (6)主缝焊接时要选择合适的天气和环境温 度，测量焊缝周围的相对湿度不能大于80；焊 接时冷箱内气温不得低于5。焊前要将冷箱顶和 所有人孔均盖好，以防烟囱抽风效应。 (7)坡口两侧50mm内要用不锈钢丝刷打磨出 金属光泽，焊工手套要用新的，焊丝要进行脱脂处 理。焊接过程中两对人员焊接速度要保持基本一 致，塔内焊工电弧不能间断，即使外面焊工换焊丝 时，也要用氩气保护好熔池，以免产生气孔。在焊 接过程中要随时观察上塔垂直度的变化，随时通过 焊接速度来保证垂直度达到要求。 (8)焊接结束待冷却后，进行100X光拍片。 根据多年的经验，主缝若存在缺陷，一般位置均在 焊缝中间(未焊透)，或在焊缝上部边缘(气孔)，打 磨时只要根据缺陷位置进行，而不必全宽度打磨。 (9)最后测量塔体垂直度。由于焊接过程中已 采取措施，一般垂直度均能达到要求。若有少量偏 差，可以通过上塔拉架来调节，同时可以配合加温 方式来进行。 6 其它方面焊接管理 (1)空压机、氧压机、氮压机三大机组管道配 制过程中，一定要以设备为中心向外配管(特别是 大管)，如果与设备连接的管道最终安装，则会引 起强力组对，不仅影响机组的安装质量，也会引起 焊口应力过大。 (2)氧压机管道直径较大，在安装时一定要先 进行预组装，点固后再进行焊接，否则难以保证法 兰接触面的良好密封。 (3)仪表管不仅管径小而且较簿，焊接难度更 大，容易引起堵管，因此要选择一名有经验的焊工 进行施焊。 7 焊接资料管理 焊接施工员在施工过程中要同步作好焊接质量 记录和焊接资料保存。每日将当天的每个焊口编 号、焊工号、焊接日期标在单线图上，作好每个焊 口的无损探伤记录，并根据无损探伤报告、施工图 纸等做好焊接质量记录，工程完工后统一整理后存 档或移交厂方。 实际安装过程中，我们采取了以上焊接管理措 施，焊接质量优良，各个工程厂方均很满意，同时 也说明以上这些焊接管理是行之有效的。空分设备目前我国生产的空分设备的形式、种类繁多。有生产气态氧、氮的装置，也有生产液态氧、氮的装置。但就基本流程而言，主要有四种，即高压、中压、高低压和全低压流程。我国空分设备的生产规模已经从早期只能生产20m3/h（氧）的制氧机。 生产能力发展到现在具有生产20000 m3/h、30000 m3/h和50000 m3/h（氧）的特大型空分设备的能力。 基本系统空分设备是一个大型的复杂系统，主要由以下子系统组成：动力系统、净化系统、制冷系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液体贮存系统和控制系统等。 动力系统：主要是指原料空气压缩机。空分设备将空气经低温分离得到氧、氮等产品，从本质上说是通过能量转换来完成。而装置的能量主要是由原料空气压缩机输入的。相应地，空气分离所需要的总能耗中绝大部分是原料空气压缩机的能耗。 净化系统?由空气预冷系统（空冷系统）和分子筛纯化系统（纯化系统）组成。经压缩后的原料空气温度较高，空气预冷系统通过接触式换热降低空气的温度，同时可以洗涤其中的酸性物质等有害杂质。分子筛纯化系统则进一步除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和氧化亚氮等对空分设备运行有害的物质。 制冷系统：空分设备是通过膨胀制冷的，整个空分设备的制冷严格遵循经典的制冷循环。不过通常提到的空分制冷设备，只要是指：膨胀机。 热交换系统空分设备的热平衡是通过制冷系统和热交换系统来完成的。随着技术的发展，现在的换热器主要使用铝制板翘式换热器。 精馏系统空分设备的核心，实现低温分离的重要设备。通常采取高、低压两级精馏方式。只要由低压塔、中压塔和冷凝蒸发器组成。 产品输送系统?空分设备生产的氧气和氮气需要一定的压力才能满足后续系统的使用。只要由各种不同规格的氧气压缩机和氮气压缩机组成。 液体贮存系统空分设备能生产一定的液氧和液氮等产品，进入液体贮存系统，以备需要时使用。只要是由各种不同规格的贮槽、低温液体泵和汽化器组成。 控制系统大型空分设备都采用计算机集散控制系统，可以实现自动控制。 空分设备从工艺流程来说可以分为5个基本系统： 杂质的净化系统 主要是通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置，净化空气中混有的机械杂质、水分、二氧化碳、乙炔等。 空气冷却和液化系统 主要由空气压缩机、热交换器、膨胀机和空气节流阀等组成，起到使空气深度冷冻的作用。 空气精馏系统 主要部件为精馏塔（上塔、下塔）、冷凝蒸发器、过冷器、液空和液氮节流阀。起到将空气中各种组分分离的作用。 加温吹除系统 用加温吹除的方法使净化系统再生。 仪表控制系统 通过各种仪表对整个工艺进行控制。空气过滤、预冷和净化原理概述在应用低温精馏原理制氧的设备中，为了保证空气在低温区精馏分离的正常进行，必须在常温区对空气进行过滤、预冷和净化等预处理。 空气中含有大量尘埃，空气透平压缩机（简称空压机）在长时间的高速运行中，粉尘会造成机器内部的叶轮，叶片等零部件的磨损、腐蚀和结垢，缩短机器使用寿命，因此必须设置原料空气过滤器，以清除空气中的尘埃。 经空气透平压缩机压缩后的空气温度升高至80度以上，导致后续吸附和换热不能正常进行，通过设置空气预冷系统可以有效的降低进入空分设备的空气温度。 原料空气中除了有大量的尘埃外，还有水分，二氧化碳，和乙炔等碳氢化合物，现代空分设备大多数采用分子筛纯化系统来清除这些杂质，以提高进入冷箱空气的洁净度，防止水分和二氧化碳浓缩而威胁空分设备的正常运行。因此，气体过滤、预冷和净化设备是空分设备内不可缺少的一个组成部分。 除尘机理除尘机理共有以下5种： 1 惯性撞击：较小的颗粒能够通过过滤芯的微孔，但通过过滤介质的路径曲折，颗粒具有足够的质量和动量与滤芯纤维碰撞并被阻挡和捕获。 2 布朗扩散：非常小的颗粒质量极小，在随气流做布朗运动扩散时，与滤芯纤维碰撞，从而被滤除。 3 直接拦挡：对尘埃粒子大于1微米的颗粒，通过过滤介质材料的微孔时，由于颗粒直径大于微孔直径，而被直接阻挡、拦截，达到去除杂质的目的。 4 重力沉降：尘埃颗粒在不断的集合，直到其质量变得足够大，在重力的作用下，越落到过滤器底部，或者被排灰阀排出。 5 静电沉降：静电使粉尘改变运动轨迹并撞向障碍物，静电力参与粘住的工作。 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