自动切割及焊接技术在放射性阀门更换上 的开发及应用

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年3月第8期   作者:陈雷
[导读] 近年来,经济的发展,促进我国科技水平的提升。
        摘要:近年来,经济的发展,促进我国科技水平的提升。随着科技的进步和时代的发展,机械制造、冶金化工、造船造车都诸多领域开始运用焊接技术。焊接技术能够让工件材质达到永久性的连接,从而稳定机械的正常运转。本文就自动切割及焊接技术在放射性阀门更换上的开发及应用展开探讨。
        关键词:自动焊接;自动切割;辐射防护;放射性阀门更换
        引言
        将自动切割和焊接技术应用于在运机组,无论从人力需求还是设备维修后效果来看,相比传统检查维护方法有大幅改进,维修质量和维修效率大幅提高,收益产出比明显。
        1阀门焊接工艺评定目的
        不同的标准对焊接工艺评定的定义略有不同,我国标准中的定义是为验证所拟定的焊件的焊接工艺的正确性所进行的试验过程和结果的评价。焊接工艺能否保证产品焊接质量,焊前需要在试件上进行验证。焊接工艺评定的目的是按照所拟定的焊接工艺,测定接头是否具有所要求的性能,主要通过力学性能试验来判断该工艺是否合格。总的要求是工艺评定的试验条件必须与产品条件相对应。
        2自动切割及焊接技术在放射性阀门更换上的开发及应用?
        2.1焊接阀门压力试验方法及应用
        试压试漏,在试验台上进行。一般试验台上面有一压紧部件,下面有一条与试压泵相连通的管路。将阀压紧后,试压泵工作,从试压泵的压力表上,可以读出阀门承受压力的数字。试压阀门充水时,要将阀内空气排净。试验台上部压盘,有排气孔,用小阀门开闭。空气排净的标志是,排气孔中出来的全部都是水。关闭排气孔后,开始升压。升压过程要缓慢,不要急剧。达到规定压力后,保持3分钟,压力不变为合格。试压试漏程序可以分三步:首先,打开阀门通路,用水(或煤油)充满阀腔,并升压至强度试验要求压力,检查阀体,阀盖、垫片、填料有无渗漏。其次,关死阀路,在阀门一侧加压至公称压力,从另一侧检查有无渗漏。第三,将阀门颠倒过来,试验相反一侧。对于具有允许应急的或补充的向密封面或填料部位注入密封脂这种结构的阀门,在试验时,注入系统应是空的和不起作用的。当液体作为介质进行试验时,阀门内应基本上没有空气。要求的保护层,如油漆,可能掩盖表面缺陷,在检查和压力试验前,任何表面不应有这类涂层。
        2.3焊后检测
        为实现阀门更换工期及质量的最优化,在满足法规要求的基础上,结合长期类似的工作经验,对检测方案进行调整。现场阀门更换过程中将对每条焊缝进行两次PT及RT检查。焊接量为15%时进行第1次PT及RT检查,确认焊接质量合格后继续进行焊接。待焊接量为100%时进行第2次PT及RT检查,焊后两次PT及RT检查均合格,则视为现场焊接作业最终完成。
        3焊接质量问题分析及解决
        3.1焊条选择
        焊条涂层的化学成分对电弧的稳定性、熔深、金属沉积速率和定位能力有很大的影响。焊条可分为三类:纤维素涂层焊条;氧化钛涂层焊条;碱性焊条。焊条的正确选择是关键。纤维素涂层焊条:焊条药皮中含有大量纤维素,具有电弧熔深、摩擦变形快的特点,同时也提高了整个焊接速度。然而,由于焊缝熔敷粗糙且与流动的熔渣混合,很难清除熔渣。这种焊条可以在任何位置使用,各部位均可形成深熔;适用于垂直向下焊接;力学性能好;产氢量大———热影响区易开裂。由于其在“管”焊接工艺中的应用而为人们所熟悉。氧化钛涂层中含有氧化钛。氧化钛易于起弧,起弧平稳,减少电弧飞溅。这种通用型焊条具有良好的焊接性能。

合适的焊缝金属机械性能;粘性熔渣能形成良好的焊道外形;定位焊接可能会产生流动的熔渣(含氟化物);易清除熔渣。它们可用于交流或直流电下的所有位置的焊接,特别是横向/垂直位置的接头焊接。碱性焊条涂层中含有大量的Ca2CO3(石灰石)和CaF2(萤石)。这使得它的熔渣比氧化钛涂层焊条的熔渣更容易流动,这也是一种辅助垂直焊和仰焊快速冷却的方法。这些电焊条用于焊接要求焊接质量高、力学性能好、抗裂性好(过度约束会产生裂纹)的大中型结构。低氢焊接金属;所需焊接电流/速度高;焊道形成不良(表面轮廓弯曲粗糙);难以清除熔渣;金属粉末焊条包括金属粉末涂层,可将焊接电流增加到最大允许电流。因此,与涂层中不含铁粉的电极相比,金属粉电极的金属沉积速度和效率(金属沉积率)都得到了提高,而且熔渣易于去除。由于沉积速度快,铁粉电极主要用于平焊、水平焊和垂直焊。氧化钛电极和碱性电极没有明显的电弧特性,电弧强度小,焊缝熔深降低。不同厂家生产的同一品牌或型号的焊接材料可能有不同的生产工艺。因此,施工单位应选择生产厂家相对固定的焊接材料。首先,焊材必须有合格的焊材质量证明书,保证焊条包装完好,批号清楚。对合金焊接材料进行必要的抽样分析和检验。
        3.2低压密封试验
        (1)对于设计为双向密封的阀门,应轮流在关闭阀门的每一端加压,另一端敞开通向大气,以在敞开端检查密封面的泄漏。对于截止阀应在阀瓣下面受压方向加压。阀座、阀座圈背后或通过阀瓣的任何泄漏应在阀门的敞口端进行检查,用水封住或用肥皂水或类似溶液涂抹密封处观察从此处冒出的气泡。(2)对于截断排放两用阀,应通过阀门孔口依次向关阀门的每一端加压,进入阀座间阀腔的泄漏应在填料函处或通过阀座间的排放孔检查,进行阀门试验时,阀杆应处于向上的位置,密封处的泄漏率不应超过规定。对于楔式单闸板闸阀,将试压空气或气体封闭在两密封副间的体腔内,然后用水封住或用肥皂水或类似溶液涂抹密封处进行检漏,这种低压密封试验方法是不被认可的。
        3.3坡口加工问题
        在对接焊接过程中,无论是X形、V形或U形坡口,加工工件表面都会出现锐边。焊接时,操作者应以两条边为基准,使焊缝平直。在开始阶段,当电极焊条在此位置摆动时,边缘会突然熔化。但是,电极焊条金属熔化后不会填充到母材中,因此很难区分熔池中的金属和熔渣。电极焊条会有很长的停留时间和咬边。如果长时间停留在焊板的两侧,焊缝会太高。而且,当电极焊条停留在两侧时,两侧的温度会不同,焊缝表面会产生较大的焊接波,影响整个焊接外观的质量。常规的坡口手段有比较原始的砂轮机打磨,半自动火焰切割机开坡口,直流焊机碳弧气刨,大型铣边机,刨边机或者就是比较现代的带有无限旋转火焰三割炬切割机或者VBA无限旋转等离子切割机在下料时就把坡口开好。以上几种坡口手段往往都存在效率低、成本高、粉尘、飞溅、热变形或者占地面积大等多种缺点。对于上述的问题,也可以在槽边的两侧进行倒角,使其成为缓冲区。这样可以降低槽端的过快熔化速度,不发生咬边现象,缩短电极的停留时间。如果电极不长时间停留,两边不会有大的温差和粗糙的焊接波。
        结语
        与常规更换技术相比:自动焊接技术结合一定的辅助方法,避免因设备更换而被动进行一回路水压试验,时间节省效益明显。(3)与常规更换所需人员比较:自动切割技术大幅减少了对现场切割技术人员、手工焊接人员的依赖和需求,人员利用率效益明显。(4)与常规更换所需设备比较:通过采用3D测量及模拟技术,减小了人工测量技术的局限性及不稳定性,测量质量效果明显。
        参考文献
        [1]武英杰.合金焊接材料的选择与焊接工艺技术分析[J].内燃机与配件,2020(03):100-101.
        [2]壮强,戴前玉.浅析手工电弧焊的焊接工艺[J].汽车维护与修理,2019(22):69-70.
        [3]柴俊.论手工电弧焊的工艺要点与相关问题分析[J].内燃机与配件,2019(19):102-103.
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