液氣分離器薄板焊接接頭質(zhì)量控制

馬世輝

(承德石油高等?？茖W校，機械工程系，河北承德 067000)

液氣分離器是與節(jié)流管匯配套使用，用于脫離鉆井液中游離氣體，可應用于欠平衡鉆井和含硫化氫氣體的鉆井液處理。液氣分離器屬壓力容器，板厚8～12 mm壓力容器薄板焊接問題一直是行業(yè)長期存在的問題。某廠生產(chǎn)板厚8～12 mm φ800/0.9 MPa液氣分離器，其材質(zhì)為Q245R，其焊接工藝為內(nèi)層用焊條電弧焊焊接，外層用碳弧氣刨法清根后，埋弧自動焊完成焊接。射線檢測拍片發(fā)現(xiàn)部分底片存在密集型氣孔。因而查找原因，采取諸多措施后，有效去除了密集型氣孔。

1 質(zhì)量控制措施

1.1 工藝改進

圖1a)為工藝改進前的工藝措施，其焊接方法為埋弧自動焊加焊條電弧焊，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)效率低、焊接工作量大且質(zhì)量不穩(wěn)定。由于埋弧自動焊焊接熔深大，焊縫質(zhì)量優(yōu)異，勞動條件好等優(yōu)點。因而，考慮采用對工藝參數(shù)的波動和工件裝配質(zhì)量不敏感的石棉板做成的臨時工藝墊板法進行焊接，見圖1b)，采用石棉襯墊埋弧自動焊可采取較大的焊接線能量。

1.2 焊接工藝分析

Q245R因含碳量較低，焊接性較好，其化學成分表1所示。石棉板做成的臨時工藝墊板法采用高錳高硅低氟熔煉焊劑 HJ431，配合焊劑H08MnA焊絲，以提高抗氣孔能力。焊前清除焊件表面鐵銹、油污和水分等雜質(zhì)，焊劑需在250℃烘焙2 h。

焊接線能量E的大小對保證焊接接頭質(zhì)量至關(guān)重要，焊接線能量大，8～12 mm板厚會出現(xiàn)焊接變形、燒穿、夾渣的產(chǎn)生，焊接線能量小會出現(xiàn)未焊透、密集型氣孔等問題。

表1 Q245R化學成分

表2 石棉墊板埋弧自動焊焊接主要工藝參數(shù)

1.3 焊接工藝評定結(jié)果分析和評定

1)化學成分分析(見表3)

2)力學性能分析

在焊接工藝試板上制取試件進行拉伸、彎曲和沖擊試驗的力學性能試驗，其結(jié)果為焊接接頭抗拉強度為490 MPa，沖擊韌度焊縫處為36.5 J/cm2，熔合區(qū)35 J/cm2，焊縫冷彎180°(包括面彎、背彎、側(cè)彎)結(jié)果合格，證明焊縫力學性能合格。

3)無損檢測

對試樣焊制后，焊接接頭外觀檢測，焊縫外形尺寸符合技術(shù)要求且成形美觀，按照JB/T4730-2005《承壓設備無損檢測 射線檢測》合格底片Ⅱ級以上超過99%。采取質(zhì)量控制措施前后對比結(jié)果見表4所示。

表3 熔敷金屬化學成分

表4 兩臺液氣分離器射線檢測結(jié)果

2 結(jié)論

板厚8～12 mm壓力容器筒體薄板焊接接頭質(zhì)量控制采取諸多措施后，焊接接頭外觀檢測后，焊縫外形尺寸符合技術(shù)要求且成形美觀。焊接接頭射線檢測后，底片無出現(xiàn)密集型氣孔，合格底片Ⅱ級以上超過99%。經(jīng)焊接工藝評定，顯示結(jié)果合格。進而在多臺產(chǎn)品上應用，證明采取的措施保證了焊接質(zhì)量，取得了較好的效果。

［1］ 中國機械工程學會焊接分會.焊接手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2007.

［2］ 陳祥坤，江明茂，戴麗杰.鍋筒環(huán)縫石棉襯墊法埋弧自動焊接工藝［J］.電焊機，2005，35(8):18－20.