合成回路蒸汽发生器管箱与管板环缝裂纹修复①
近年来,合成回路蒸汽发生器厚壁筒体环向焊接接头时有焊缝裂纹缺陷产生。发生器在运行过程中复杂的外界载荷和内部高温、高压、高氢分压等多种因素的作用,使得制造中的缺陷扩展,也可能萌生新的缺陷[1~3]。某化工厂在对一合成回路蒸汽发生器进行检修时,发现在管箱筒体与管板环缝内壁4~6点钟方向有4处浅表面横向裂纹,裂纹深度约14mm,5点钟方向分别出现 25~30mm 长的横向裂纹缺陷。环缝壁厚100mm,靠近管板侧70mm。随后便紧急停车,并进行了全面检测。
对出现焊缝裂纹缺陷进行焊接修复,严格控制焊接工艺,注意焊前工件清理,采用“替换法”对裂纹进行返修,焊后热处理严格对温度进行控制等,能有效防止焊接缺陷的产生[4,5],焊接质量完全可以满足产品要求,为工程实践提供参考。
1 蒸汽发生器的参数
合成回路蒸汽发生器具体参数如下:
纤维素是自然界中丰富的可再生有机资源之一,是由D-葡萄糖基以β- 1,4苷键连接起来的链状高分子化合物。目前,已有多种文献报道了纤维素通过一定的转化途径生成5-HMF[7- 10]。首先,纤维素在酸性催化剂的作用下水解为葡萄糖,葡萄糖通过异构作用转化成果糖,最后果糖在催化剂的作用下生成特定的中间体,中间体通过脱去3个水分子生成 5-HMF。反应过程如图2所示[5,11]。
主体材料 12Cr2Mo1V/18MnMoNbR
2.1.3 乙醇浓度 随着盐酸乙醇水溶液中乙醇浓度的升高,山竹果皮花青素的提取量呈先升后降趋势。当乙醇浓度<40%时,提取量呈上升趋势;乙醇浓度为40%时,提取量最高,为374.4 nmol/g;之后提取量呈下降趋势。试验过程中发现,乙醇浓度为40%时提取液较浑浊,故判断处于该浓度时有其他物质的干扰,经过比较后确定正交试验选择乙醇浓度为50%、60%及70%。
为了促进公路养护工作的有序开展,有关交通管理部门应该在内部构建专门的公路桥梁养护部门对其进行科学的管理。对此,各级的公路桥梁养护部门应该在内部配备专业的技术人员和公路桥梁养护设备,以此为基础成立专业的公路桥梁管理团队,对公路桥梁养护的具体流程与内容进行及时有效监管;与此同时,公路桥梁养护的管理团队还需要定期对公路桥梁进行安全性检测,及时发现其中的不安全因素并采取针对性的维护措施,提高公路桥梁的安全性。
容器规格 φ1300mm×52/100mm×70100mm
壳程介质 水蒸气
管程介质 气体(氢气)
记忆存在的理由并非是为了背诵和重复,乃是为了思考和创造。倘若不用于思考,我们的记忆势必将会退化,进而可能一再重蹈历史的覆辙。只有借助于思考,我们的记忆才会得以深化,同时创造出新的记忆。所以,历史中的那些知识仅能记住是远远不够的,还需要我们进一步加以思考,因为没有思考便没有认知。没有被我们认知的历史并不属于我们,毕竟它起不到历史应有的启示和情感维系作用。
旱育秧苗床的供肥量能基本满足秧苗正常生长,三叶期后若补肥则应同时补水。用尿素10g/m2 100倍液均匀喷施,再用清水喷淋洗苗,移栽前几天可按尿素75kg/hm2标准适当施送嫁肥。
壳程设计压力 15.53MPa
管程设计压力 16.60MPa
换热面积 85.7m2
壳程操作温度 346℃
管程设计温度 359℃
壳程设计温度 465/480℃
管程操作温度 480℃
2 修复方案
因在室外施工,需提前搭好防风防雨棚,以免遭受风雨侵袭并减少焊缝中的氢含量,确保环境温度在15℃以上。焊条选用CM-A106N,需提前烘干保温,内、外壁焊接工艺参数详见表2。外装垫板,装加热片,坡口和周圈50mm范围预热不低于160℃,砂轮打磨清理坡口满足焊接要求,冷却后坡口做PT检测,坡口侧面做硬度检测,两端和中间处每侧坡口测量两点(坡口太深底部无法硬度检测时,尽量测尽可能较深部位的坡口硬度)。
2.1 焊缝检测与缺陷清除
焊缝检测、缺陷清除步骤为:设备停车之后置换管箱介质,拆除相关零部件,以满足施焊条件;切割管箱气体入口接管,对管口进行密封,充氮;对环缝进行整圈超声波和磁粉检测。找准缺陷位置,并做明显标记;对管板与管箱筒体环缝进行硬度检测(表1);环缝采用电加热进行消氢,加热片整圈包裹环缝内外两侧,(350~400)℃×3h处理,冷却到160~200℃后根据缺陷部位的实际现状,内侧用砂轮机或角磨头在裂纹两侧磨出止裂带再用碳弧气刨对裂纹、原焊缝焊肉及热影响区的缺陷区域进行完全清除,坡口PT检测合格后方可施焊,避免裂纹随着焊接的进行而延伸。
简单地说,人格是指一个现实的人。人格的心理特征主要包括三个方面:能力、气质和性格。通常来说人格具有整体性、稳定性、可塑性、独特性以及复杂性等特征。随着微传播时代的来临,越来越多的网络使用者利用手机上网,手机网民人数和上网时间有逐年增长的趋势[1]。伴随着网络技术的发展和人们网络交往的增加,众多大学生沉迷于网络,在网络环境交往过程中形成了相对稳定的网络人格。网络人格和现实人格的结合成为大学生群体相对稳定的个性特征。
表1 环缝硬度 HB
位置管板母材内壁/外壁焊缝内壁/外壁筒体母材内壁/外壁0点钟方向180/168174/177168/1661点钟方向174/179183/170177/1642点钟方向197/180177/171179/1693点钟方向190/188225/193229/2004点钟方向198/170229/190220/1845点钟方向183/180233/185200/1736点钟方向189/180219/190197/2007点钟方向183/171182/179176/1768点钟方向166/177175/180180/1679点钟方向168/170209/191181/17710点钟方向172/170202/185168/18111点钟方向165/190171/187178/179
2.2 焊接
焊缝裂纹缺陷的修复方案分为以下几个步骤:停工后对该环缝进行整圈检验(UT、MT及硬度等),找准裂纹位置,并做出明显标记;裂纹部位加热后清除裂纹区域;修理坡口,进行中间消应力处理;降温后坡口进行PT检测;焊前坡口预热,内部焊后和焊中各进行一次(350~400)℃×2h消氢热处理;外部清根,对坡口进行处理,外焊后进行一次(350~400)℃×2h消氢热处理;焊后热处理;冷却至常温进行检测(包括TOFD 、UT、MT及硬度等);做24h延迟裂纹检测[6,7]。
表2 内、外壁平焊、仰焊焊接参数
部位焊材焊条直径/mm电源类型电流/A电压/V焊速/mm·min-1内壁CM-A106N3.2直反100~13020~24≥1004.0直反160~18022~26≥1405.0直反180~23522~26≥150外壁CM-A106N3.2直反100~13020~24≥604.0直反160~18022~26≥70
在整个焊接过程中,为保证焊接质量,焊缝层间、道间温度始终保持在160~250℃,焊前,坡口和周圈50mm范围预热不低于160℃后再进行焊接。为保证加热温度,防止电加热过程中掉电、漏电现象发生,热处理工随时监护不得离开现场,同时焊工采取三班倒的形式连续作业。缺陷修复过程中,使用红外测温仪对返修温度全程进行监测。
施焊过程中,每焊完一层,用锤击法轻轻锤击焊缝和热影响区,减少焊接残余应力[8~10],同时注意控制好层间温度。若中途停止焊接,则按上述要求的后热温度和时间立即进行,重新焊接时仍按预热温度进行预热。
焊接完成24h后焊缝进行100%TOFD+100%UT+100%MT检测。TOFD按NB/T47013.10-2015规定的II-B级合格;UT按NB/T4713.3-2015Ⅰ-C级合格;MT按NB/T4713.4-2015Ⅰ级合格。
2.3 环缝局部焊后热处理
热电偶应固定在工件表面。环缝加热时,在管箱筒体与管板环缝外壁圆周上、下、左、右位置均匀布置7支热电偶;在环缝内壁圆周上、下位置均匀布置3支热电偶;在管板管头侧布置热电偶两支,管板与壳程筒体环缝外壁均匀3支热电偶,以监控管箱与管板环缝加热时管板侧的温度梯度不至于影响材料性能[11]。
2.3.1 热电偶的布置
2.3.2 加热片的布置
管箱与管板环缝加热时,在管板侧覆盖保温棉,保温厚度不少于100mm,对管箱内部管板部位用保温棉进行保温处理,以隔热减少加热对管板耐蚀层的影响。同时对管箱端口用保温棉进行塞堵。
图1 环缝加热片布置示意图
2.3.3 隔热保温措施
中央苏区是以毛泽东为代表的中国共产党人领导工农劳苦大众开展武装割据,进行土地革命,建立苏维埃政权的执政实践区域。中央苏区之赣南、闽西地处封闭山区,在封建专制统治和男权主导下,受浓厚宗教迷信观念和落后图腾文化影响更深,陋俗文化势力异常强大,工农群众深受其害,苏区党员干部也深受其害,而成为影响苏区党风廉政建设的痼疾顽症,也是中国共产党必须为之破的难题、克的难关。为此,中国共产党人在中央苏区开展了一系列有益的探索。
在加热片外包裹耐火纤维针刺毯进行保温,保温厚度不小于100mm,保温棉完全覆盖加热片,外壁保温宽度不小于1 500mm,内壁保温宽度不小于600mm。
在管箱筒体与管板环缝外壁处全圆周布置电加热片,在环焊缝部位使用履带式远红外陶瓷电加热片,其发热面积为660mm×330mm,加热片的宽度为660mm,数量大约有14片;在管板与壳程筒体环缝侧外部使用履带式远红外陶瓷电加热片,其发热面积为660mm×330mm,加热片的宽度为330mm,数量大约有7片。在管箱筒体与管板环缝环缝内壁全圆周布置铁壳电加热片,履带式远红外陶瓷电加热片发热面积660mm×330mm,加热片宽度为330mm,数量约6片,如图1所示,其中:1~7电偶为检测管箱筒体与管板环缝外壁实际温度;8~10电偶为检测管箱筒体与管板环缝内壁实际温度;11,12电偶为监控管板管头温度梯度;13~15电偶为监控管板与壳程筒体环缝侧外壁温度。
选取2015年3月—2016年3月2012、2013级护理学院护理本科生500人作为研究对象。每年级均为2个大班、10个小班。其中,2015年设为对照组(230人),2016年设为研究组(270人)。对照组学生中,男生24人,女生206人;年龄18~20岁,平均年龄为(19.4±0.4)岁,全日制本科200人,专升本30人;研究组学生中,男性32人,女性238人,年龄18~21岁,平均年龄(19.2±0.5)岁,全日制本科234人,专升本36人,两组学生的一般资料对比,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
细究下去,我发现当他们在早年只能获得一份打扫办公室卫生的工作时,他们只会全力以赴,不去挑剔工作的好坏,他们不仅干得很快乐,而且对周围人非常关爱和尊重,总是以积极正面的态度处理人际关系和工作环境,结果自然处处和谐融洽,成功也便孕育其中了。
2.3.4 加热控制要点
严格控制加热速率,以避免较大的温度梯度。内外壁加热时,严格控制加热速率,减少内外壁温差。对管板与壳程筒体环缝侧加热温度控制在550℃以下,以防止温度过高对壳程侧材料强度产生影响。管箱筒体与管板环缝共10支热电偶由一台加热柜进行整个热处理过程的控制;管板与壳程环缝侧3支热电偶和管板与换热管两支电偶由另外一台加热柜进行监控。
2.4 热处理后检测
焊缝进行TOFD+100%UT复检测,TOFD按NB/T47013.10-2015规定的II-B级合格;UT按NB/T4713.3-2015 Ⅰ- C级合格。对焊缝内外壁进行布氏硬度检测,按时针方位对焊缝内外壁进行进行硬度检测(表3),每一位置测3区(管箱母材,焊缝,管板母材),硬度值均低于225HB。
表3 返修后环缝硬度 HB
位置管板母材内壁/外壁焊缝内壁/外壁筒体母材内壁/外壁0点钟方向163/170170/170178/1701点钟方向186/165194/1190173/1722点钟方向178/166187/197164/1693点钟方向166/163178/181204/179
(续表3)
位置管板母材内壁/外壁焊缝内壁/外壁筒体母材内壁/外壁4点钟方向168/193178/164170/1825点钟方向183/180171/185180/1936点钟方向168/176190/187187/1897点钟方向170/178171/166189/1788点钟方向176/170168/181196/1829点钟方向170/167174/162184/16910点钟方向170/194208/165178/16611点钟方向175/180195/171166/179
3 裂纹产生原因分析
3.1 焊缝晶间破断
由于该设备内介质氢含量较高,在高温高压下向焊缝渗透,造成焊缝中氢含量较高,在局部存在微小焊接缺陷处会产生富集。当氢聚集于焊缝非金属夹杂物或空穴密度高的柱状晶体的晶间时,开始形成晶间破断,并在应力作用下扩展[12,13]。
3.2 应力集中
管箱筒体与管板环缝结构特殊,焊缝太靠近管板,承载的弯曲应力过大,极易造成较大应力。
3.3 热处理效果差
从修复开始前的硬度检测数据看,焊缝裂纹周围的硬度较高(225~230)HB,其他焊缝周围的硬度则比较正常,这说明设备在制造厂制造时焊后热处理不够彻底,在介质氢气作用下极易产生氢致裂纹[14,15]。
4 结束语
蒸汽发生器材料本身具有较强的淬硬性、管箱结构特殊、环向焊缝过于靠近管板,承载弯曲应力太大,未能完全消除焊接应力,是产生裂纹的主要原因,良好的焊后热处理是获得优良焊缝的有效保证。
参 考 文 献
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