尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺

摘要

本发明公开了一种尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺，属于装备制造业中的焊接技术领域。所述尾气加热器的尾气入口端设置防冲部件；所述尾气加热器的尾气入口端包括钛管板和钛换热管，钛换热管穿入钛管板上的钛管孔并与钛管板固定连接，所述防冲部件材质为锆R60702，包括锆管和锆管板；将所述锆管板用螺钉把合固定在钛管板上，然后将锆管穿过锆管板上的锆管孔并伸入钛换热管内部，再对锆管板与锆管进行焊接。本发明在尾气入口端加一个防冲部件，用少量这种高熔点，具有优良的耐腐蚀性能，能强烈地吸收氮、氢、氧等气体锆R60702作为防冲部件，大大延长钛材使用寿命，使设备的寿命和可靠性大大提高，对提高经济效益意义重大。

权利要求

1. 一种尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺，其特征在于:所述尾气加热器的尾气入 口端设置防冲部件;所述尾气加热器的尾气入口端包括钛管板和钛换热管，钛换热管穿入 钛管板上的钛管孔并与钛管板固定连接，所述防冲部件材质为锆R60702,包括锆管和锆管 板;将所述锆管板用螺钉把合固定在钛管板上，然后将锆管穿过锆管板上的锆管孔并伸入 钛换热管内部，再对锆管板与锆管进行焊接，锆管板与锆管的焊接为密封焊，采用自动钨极 氩弧焊或手工钨极氩弧焊； 所述锆管板与钛管板紧密贴合;所述锆管与钛换热管同心，锆管伸入钛换热管内部后 二者之间有〇. 25_间隙;所述锆管板上的锆管孔与锆管之间最大间隙为0.2_;锆管板与锆 管焊接处倒1 X45°坡口；在锆管板上锆管的伸出量为1mm; 锆管板与锆管的焊接采取自熔方法，焊接电源为直流正接，焊接过程工艺参数如下： 1) 当采用自动钨极氩弧焊时:使用脉冲电流:峰值110-120A，焊接电压11-13V，焊接速 度120mm/min，保护气体流量12_15L/min; 2) 当采用手工钨极氩弧焊时:焊接电流100-110A，焊接电压11-13V，焊接速度80-90mm/ min，保护气体流量12-15L/min。

2. 根据权利要求1所述的尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺，其特征在于:所述钛换 热管和钛管板的材质为钛TA2。

3. 根据权利要求1所述的尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺，其特征在于:所述保护 气体为纯度99.9995 %的氩气，喷嘴直径Φ 18。

4. 根据权利要求1所述的尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺，其特征在于：当采用自 动钨极氩弧焊时，焊接时主喷嘴后应跟随副喷嘴，用双路气体保护；当采用手工钨极氩弧焊 时，加工若干紫铜堵置入锆管内；每焊接20mm，须停留1分钟同时喷嘴不能离开熔池。

5. 根据权利要求4所述的尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺，其特征在于:所述紫铜 堵长度20mm，与锆管间隙为0.25mm，置入锆管内距离管头距离为5mm。

6. 根据权利要求1所述的尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺，其特征在于:锆管板上 的错管孔与钛管板上的钛管孔采用同一数控钻床加工，保证错管孔与钛管孔的同心度，从 而保证了锆管与钛加热管的同心度;数控钻床的加工精度不超过0.1〇_。

说明书

尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺

技术领域：

[0001] 本发明设及装备制造业中的焊接技术领域，具体设及一种尾气加热器高耐蚀防冲 部件生产工艺。背景技术：

[0002] 近年来随着国内石化行业PTA项目不断上马，其中生产工艺的尾气(气体成分见表 1)处理装置是W铁材加热器为主要设备，该加热器是PTA装置中尾气处理装置前的一台换 热设备，将空气反应后产生的尾气加热到130-18(TC，然后进入尾气处理装置进行压力能的 回收。为了提高铁材使用寿命，在尾气入口端加一个防冲部件，错能强烈地吸收氮、氨、氧等 气体，从而延长铁材的使用寿命。错与铁相似，化学活泼性大，高溫下会与氨、氮、氧等气体 反应，生成脆性氧化物，使耐蚀性能急剧下降。另外错材烙点高，导热系数小。焊接时若仿照 铁材的焊接，往往会出现焊缝表面为蓝色的不合格焊缝。因此，焊接时合理的焊接规范，有 效的保护措施，是保证焊接质量的关键。

[0003] 表1尾气的气体成分

[0004]发明内容：

[0005] 本发明的目的在于提供一种尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺。该工艺通过对 错材R60702的管板管孔加工精度要求，错材R60702的焊前清洁的焊接环境要求，严格清理 焊接区域要求，采用扩大保护区域，延长滞后送气时间W及制订合理的焊接规范等工艺措 施，解决了焊缝表面为蓝色的不合格焊缝技术难题。

[0006] 本发明的技术方案是：

[0007] -种尾气加热器高耐蚀防冲部件生产工艺，所述尾气加热器的尾气入口端设置防 冲部件;所述尾气加热器的尾气入口端包括铁管板和铁换热管，铁换热管穿入铁管板上的 铁管孔并与铁管板固定连接，所述防冲部件材质为错R60702,包括错管和错管板;将所述错 管板用螺钉把合固定在铁管板上，然后将错管穿过错管板上的错管孔并伸入铁换热管内 部，再对错管板与错管进行焊接。所述铁换热管和铁管板的材质为铁TA2。

[0008] 错管板与错管的焊接为密封焊，采用自动鹤极氣弧焊或手工鹤极氣弧焊。

[0009] 所述错管板与铁管板紧密贴合;所述错管与铁换热管同屯、，错管伸入铁换热管内 部后二者之间有0.25mm间隙;所述错管板上的错管孔与错管之间最大间隙为0.2mm;错管板 与错管焊接处倒1X45°坡口；在错管板上错管的伸出量为lmm(即错管伸入铁加热管的长度 为1mm)ο

[0010] 错管板与错管的焊接采取自烙方法，焊接电源为直流正接，焊接过程工艺参数如 下：

[0011] 1)当采用自动鹤极氣弧焊时:使用脉冲电流:峰值110-120Α(基值40Α)，焊接电压 11-13V，焊接速度120mm/min，保护气体流量12-1化/min;

[0012] 2)当采用手工鹤极氣弧焊时:焊接电流100-110A，焊接电压11-13V，焊接速度80- 90mm/min，保护气体流量 12-1 f5L/min。

[0013] 所述保护气体为纯度99.9995%的氣气，喷嘴直径Φ 18。

[0014] 当采用自动鹤极氣弧焊时，焊接时主喷嘴后应跟随副喷嘴，用双路气体保护；当采 用手工鹤极氣弧焊时，加工若干紫铜堵置入错管内；每焊接20mm，须停留1分钟同时喷嘴不 能离开烙池。

[0015] 所述紫铜堵长度20mm，与错管间隙为0.25mm，置入错管内距离管头距离为5mm。

[0016] 所述错管板上的错管孔与铁管板上的铁管孔采用同一数控钻床加工，保证错管孔 与铁管孔的同屯、度，从而保证了错管与铁加热管的同屯、度;数控钻床的加工精度保证了管 孔直径的加工精度不超过0.10mm。

[0017] 装配错管板前应将错管板、错管及铁管板表面及铁加热管管头内25mm长度范围用 酒精或丙酬擦拭干净。焊前再次将错管板、错管内25mm长度范围用酒精或丙酬擦拭一次，每 次的停止超过4小时再焊接都要做清理。要求所有操作在洁净的厂房内。[001引本发明的有益效果为：

[0019] 1、本发明在尾气入口端加一个防冲部件，用少量运种高烙点，具有优良的耐腐蚀 性能，能强烈地吸收氮、氨、氧等气体的错R60702作为防冲部件，大大延长铁材的使用寿命。 因而使设备的寿命和可靠性大大提高，对提高经济效益意义重大。

[0020] 2、本发明使用鹤极氣弧焊，并采用99.9995%高纯度氣气保护，使化学活泼性大的 错R60702焊接时不与氨、氮、氧等气体发生化学反应，保证焊接质量，使焊缝表面颜色为光 見的银白色。

[0021] 3、本发明采用错管板与铁管板管孔用同一数控钻床加工，保证了错管板与铁管板 管孔的同屯、度、错管与铁管的同屯、度;保证了加工精度，减小了管与管板管孔间隙和装配应 力，给自烙密封焊接提供了质量保证。

[0022] 4、本发明针对错材R60702烙点高，导热系数小的特点，提出严格清理，采用扩大保 护区域，延长滞后送气时间、制订合理的焊接规范等工艺措施，解决了焊缝表面为蓝色的不 合格焊缝技术难题。为错材R60702设备焊接提供了经验。附图说明：

[0023] 图1为本发明尾气加热器示意图。

[0024] 图2为本发明错材R60702防冲部件结构示意图。

[0025] 图3为紫铜堵示意图。

[0026] 图中：1-铁换热管;2-错管;3-铁管板;4-错管板;5-左管箱;6-紫铜堵。具体实施方式：

[0027] W下结合附图详述本发明。[00%]图1所示为本发明尾气加热器设计结构，左端管口N1为尾气入口处，右端为出口 (省略）。左管箱5为纯铁，尾气入口端包括铁管板3和铁换热管1，铁换热管1穿入铁管板3上 的铁管孔并与铁管板3固定连接;铁管板3和铁换热管1为铁材TA2。

[0029] 图2为本发明防冲部件的装配图（图1中A处放大图）。错材R60702防冲部件安置在 左端铁管板3前。所述防冲部件包括错管2和错管板4,装配过程为:先将错管板4用螺钉把合 固定在铁管板3上(两板面平行），保证错管板4与铁管板3紧密贴合，然后错管2穿过错管板4 上的错管孔同时伸入铁换热管1内部1mm，再对错管板4与错管2进行焊接，焊接为密封焊，采 用自动鹤极氣弧焊或手工鹤极氣弧焊。所述错管2与铁换热管1同屯、，所述错管板4上错管孔 与错管2之间最大间隙为0.2mm;错管板4与错管2焊接处倒1 X 45°坡口。

[0030] 错管板4把合固定在铁管板3上过程为:在铁换热管1管接头焊接检验合格后，将加 工后错管板4先在边缘四角找四点(管孔)将其暂时固定在铁管板3上，调整到错管板R60702 和铁管板3的管孔同屯、后用螺钉将错管板R60702把合固定在铁管板3上，然后在错管板4上 穿错管2，错管2伸入铁换热管1内部后二者之间有0.25mm间隙。

[0031] 错管板上的错管孔与铁管板上的铁管孔采用同一数控钻床加工，保证错管孔与铁 管孔的同屯、度，从而保证了错管与铁加热管的同屯、度;数控钻床的加工精度保证了管孔直 径的加工精度不超过0.10mm。

[0032] 装配错管板前应将错管板、错管及铁管板表面及铁加热管管头内25mm长度范围用 酒精或丙酬擦拭干净。焊前再次将错管板、错管内25mm长度范围用酒精或丙酬擦拭一次，每 次的停止超过4小时再焊接都要做清理，所有操作在洁净的厂房内。

[0033] 错管板与错管的焊接采取自烙方法，焊接电源为直流正接，焊接过程工艺参数如 下：

[0034] 1)当采用自动鹤极氣弧焊时:使用脉冲电流:峰值110-120A(基值40A)，焊接电压 11-13V，焊接速度120mm/min，保护气体流量12-1化/min;

[0035] 2)当采用手工鹤极氣弧焊时:焊接电流100-110A，焊接电压11-13V，焊接速度80- 90mm/min，保护气体流量 12-1 f5L/min。

[0036] 所述保护气体为纯度99.9995%的氣气，喷嘴直径Φ 18。

[0037] 当采用自动鹤极氣弧焊时，焊接时主喷嘴后应跟随副喷嘴，用双路气体保护；当采 用手工鹤极氣弧焊时，加工若干紫铜堵6(图3)置入错管内，所述紫铜堵长度20mm，与错管间 隙为0.25mm，置入错管内距离管头距离为5mm;每焊接20mm，须停留1分钟同时喷嘴不能离开 烙池。

[0038] 本发明中所用错材R60702的化学成分见表2、表4,机械性能见表3、表5。

[0039] 表2R60702错板的化学成分要求

[0040]

[0041] 注:1、化学成分按铸锭成分报出；2、氮、氨含量按成分分析报出。

[0042] 表3R60702错板的交货状态和力学性能要求

[0043]

[0044] 注:按ASME SB551技术规范制造。

[0045] 表4R60702错管化学成分 「00461

[0049] 注:错管按标准要求进行气密试验、扩口试验、逐只进行超声波探伤检测，符合标 准要求。

[0050] 本发明焊接特点：

[0051] 错R60702热膨胀系数低，液态错流动性很好，所W错R60702的焊接性良好。但是错 在315°C强烈吸氨，400°C强烈吸氧，800°C强烈吸氮；另外，碳和娃等杂质易与错发生反应形 成化合物，使错的塑性和耐蚀性下降。因此焊接时，400°CW上焊接区应有隔绝空气保护措 施，焊接环境的清洁和焊接前清理都十分重要。[0化2]实施例1 [0化3] 1、焊接工艺参数

[0054] 如图2所示将错R60702管板和错管装配好后，采用手工鹤极氣弧焊施焊；电流极 性:直流正接;具体焊接规范为：

[0055] 焊接电流110A，焊接电压12 V,焊接速度8 3mm/m i η，保护气体流量15mm/m i η;

[0056] 2、焊接前所做处理和准备如下：

[0057] 1)加工10个紫铜堵(如图3)，铜堵长20mm，夹持把手6mm;[0化引 2)准备瓶装保护气体纯度为99.9995%氣气；

[0059] 3)用菲绕嘟实验法检查施焊环境清洁度。

[0060] 4)检查焊接设备运行及喷嘴气体流动性是否良好，氣弧焊采用喷嘴直径Φ 18mm。 在废料上调试焊接参数，试焊观察焊后颜色是否为银白色。

[0061] 5)再次对错管板、错管用丙酬清理一次，紫铜堵也要清理。

[0062] 6)将铜堵装入错管R60702内距离管头距离为5mm。铜堵起到衬托氣气和冷却烙池 的双重作用。

[0063] 3、焊接工艺要点：

[0064] 1)焊缝每焊接20mm，须停留1分钟同时喷嘴不能离开烙池。

[0065] 2)铜堵应分布在被施焊管头及其邻近，随着焊缝冷却后移动到新的未焊位置。

[0066] 3)采用短弧焊，收弧要填满弧坑。

[0067] 4)焊接前不用预热，但环境溫度应在5°CW上。当焊接累计热使焊接区溫度超过60 °C，应停止施焊，待其冷却；

[0068] 5)焊接时应分区对称施焊，W避免热量累积，减少变形和降低应力水平。

[0069] 4、检验标准

[0070] 1)焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑、夹鹤等缺陷。

[0071] 2)焊缝表面颜色W银白色为最佳，其次微黄色尚可，其它褐色、蓝色、灰白色为不 合格。

[0072] 3)W上外观检验合格后进行着色检验。

[0073] 5、焊接应用

[0074] 利用本实施例上述工艺措施，使错R60702防冲部件焊接可得到无裂纹、气孔、弧 坑、夹鹤等缺陷，表面颜色为银白色的焊缝。

[0075] 结果表明，本发明设及的尾气加热器高耐蚀防冲部件生产过程的错R60702管板管 孔加工精度控制，焊接前清理及焊接过程采取铜堵和延长送气时间等保护措施，解决了错 R60702焊接焊缝变蓝的问题，错材R60702是贵重稀有金属，其各方面的性能大大优越于铁， 它的应用大大提高了设备的使用寿命，因而错材R60702焊接问题的解决意义非常重大。