一、概述
首钢制氧厂从西德林德公司购入的3万m。的制氧机组全套设备总重量约2200t,80多万件。仅铝合金管道就有11种之多,其空分装置冷箱内的铝合金管道材质等级为K级,设计温度为-195~150℃,管道从φ25mm到φ100mm共98条管线,长度累计3470多m,仅管道接头多达:3200多个。
1.物理性能
铝及其合金的导热性强而热容量大,线膨胀系数大,易产生较大的焊接变形和内应力。另外,铝及其合金由固态转变为液态时,并无颜色的变化,因此不易确定焊缝的坡口是否熔化,给在焊接操作上掌握和控制温度带来了很大困难。同时高温时铝及其合金的强度小,常可破坏焊缝金属的成形,易造成焊缝金属塌落和烧穿。
2.化学性质
铝及铝合金表面,极易形成致密难熔的三氧化二铝氧化膜,这层氧化膜不仅会阻碍着基本金属的熔合,而且易造成焊缝金属的夹杂,引起焊缝性能的下降。另外,氧化膜还会吸附大量水分而促使焊缝产生气孔。
由此不难看出此次安装施工难度大,焊接质量要求高,所以我们要求所有参加的焊工必须进行岗前培训,经考试合格,德国专家认可,方可进行现场焊接操作。虽然已经预先完成了各项相关的工艺评定,但是现场的实际组焊工作要比试样什的工艺评定更复杂、更艰难。
二、精馏空气塔的现场焊接技术
制氧机组的心脏设备空分装置冷箱,按其功能划分为主热交换器、精馏空气塔和稀有气体三部分箱体。精镏空气塔塔体均为铝镁合金制造,分为压力塔(下塔)和低压塔(上塔),塔段之问的环缝需要现场拼装后焊接。为确保焊接质量,施焊前进行了焊接性分析和各项相关的焊接工艺评定工作,制定了相应的焊接参数。
1.焊接参数的选择
根据焊接工艺试验的结果,我们进行现场焊接时的工艺参数选择范围汇总(见下表)。