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不锈钢反应釜釜体裂纹修复工艺

具有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、卫生、无环境污染、电加热不锈钢反应釜,勿需锅炉自动加温,使用方便,价格便宜等特点。广泛应用于化工、医药、食品等行业,材料采用304不锈钢。但不锈钢反应釜使用到一定年限时会出现裂纹、点蚀或局部腐蚀等现象,故须及时修复。某化工企业在长期的设备检修实践中总结出了一套裂纹修复的经验,现作简要介绍。

1前期工作

因不锈钢反应釜通常装有易燃、易爆或有毒、有窒息性的物质,因此在进入釜内检修前必须做好如下工作:首先须断电并在电器柜上挂“禁动”警告牌;排除釜内的压力,同时在进料、进气管上安装盲板;对釜体清洗,进行气体置换并经气体分析合格。

2修复工艺

不锈钢反应釜釜体缺陷修复通常是采用补焊的方式。由于铸铁焊接性能差加之因铸铁件的内部组织容易吸收有机溶剂或油质,所以焊时很容易出现气孔现象,为了保证补焊的品质,在补焊时,必须采用合理的焊接工艺和必要的工艺措施,因为釜体较大,加热较困难,故通常采用手工电弧焊冷焊修复的补焊方法。

2.1准备阶段

(1)将缺陷部位重点清洗干净,便于进一步检查;

一是,裂纹为不规则的细线条,可借助放大镜肉眼直接观察;

二是,用清洁煤油浸润并使之渗透裂纹中,然后用氧——乙炔火焰快速烧去裂纹表面的油质,再用白粉笔在裂纹部位涂抹就会留下一道白印记;

三是,用手动砂轮将裂纹处打磨光,会有很细的金属粉末被磨削下来并集聚到裂纹上形成一条肉眼可见的黑线。

2.2钻止裂孔

在距裂纹端点外3~5mm处各钻一个止裂孔防止裂纹继续扩展延长,止裂孔应为通孔。止裂孔的孔径大小与釜体的壁厚尺寸有关,通常在3~10mm之间。

2.3开坡口

(1)对受冲击载荷大的厚壁件采取先热压扣合以使裂纹被迫合拢一些后再开坡口;

(2)当条件限制只能在一面进行焊接时,则以开单面坡口为宜,在焊接时可垫上紫铜板以防铁水流下;

(3)对能在两面焊接的厚壁件,应先开一侧坡口补焊后,再开另一侧坡口焊接;

(4)对于薄壁件,壁厚在3~4mm的可不开坡口,只要把裂纹处的表面磨光或铲光即可;壁厚在5~8mm的,应开成角度稍大的坡口且留有适当的钝边,如果两面焊接其效果更好。

2.4工件火烤

铸铁组织比较粗大、疏松,在油中或与油接触的工件,焊前必须用火烤一下,以便去除内部的油质或水分。

2.5工件预热

进行焊前预热,可将工件放到电炉中缓慢加热到50~60℃,也可采用氧——乙炔火焰的虚火对着焊接部位进行大面积烘烤,以达到低温预热的目的。

2.6焊条的选用

根据如何保证焊缝中的碳、硅含量合适而不致生成白口组织或使焊缝组织为塑性好的非铸铁型组织,并保证焊后工件的加工性能和使用性能来选定焊条。具体选用哪种焊条要根据釜体材质的化学成分、物理性能和加工要求以及介质的腐蚀情况而定。一般在焊后不要加工的灰铸铁件选氧化型钢芯铸铁焊条;而高钒铸铁焊条,则用于强度较高的灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁件,但要掌握好锤击技术,否则焊缝易剥落;纯镍铸铁焊条可用于重要的承受压力较高的灰铸铁件,焊后可加工但价格较贵。

2.7冷焊修补工艺

铸铁冷焊的最大困难是焊缝热影响区和焊缝本身产生裂纹。产生裂纹的原因都是由应力引起的,因此修补工艺必须做到消除焊接应力。经多年的实践总结出铸铁冷焊的工艺:短焊、断续、分散、逆向、小电流、分段锤击等操作办法。具体操作的条件及顺序为:

(1)焊接场所应较暖、无风。

(2)在能焊透的前提下,尽量选用小电流,以减少母材熔化量。

(3)对于裂纹较长的工件,应进行点焊定位,采用对称、分散的顺序,并且不能焊得过多。

(5)焊接电流的控制:在开始时,因工件温度较低,为使裂纹或坡口钝边焊透,电流可适当大些,在焊到坡口中间部位时,因工件温度有所升高,操作条件比较好,为防止工件局部过热,电流可适当调小;当坡口快焊平时,应将电流调到最小,并以回火焊道来焊接。

(6)运条方法:为获得有良好塑性的焊缝,焊第一层时应采用线状焊而不宜采用横向运条方法,否则会使电弧停留时间长导致母材熔化量大而焊缝塑性下降。在焊第二层以上焊道时,因不与母材直接接触,可采用划圈运条式,并适当摆动运条,但焊速不能过慢以免造成局部过热引起热应力裂纹。

(7)焊缝的锤击及再次引弧前对焊缝的处理:每次熄弧后要对焊缝进行有效的锤击,以松弛焊接收缩应力,防止产生热应力裂纹。锤击的时间在每次熄弧后45秒内,每次锤击以焊缝金属有变形时为宜。操作时应先锤焊缝的边缘、凸出部分及先焊的部分,焊得较多的地方应适当多锤。若焊缝没有缺陷又不灼手才能再次引弧继续焊接。

3结束语

该化工企业应用上述裂纹修复工艺多次成功地进行了不锈钢反应釜封头处、筒体上的较长裂纹和集中一处的多裂纹的修复,同时也实施了不锈钢反应釜釜体局部腐蚀处的修补。实践证明,上述裂纹修复工艺是成熟的。但需要提醒注意,维修过程中要有专人监护以防止意外发生。

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