关于大厚度TP347H管凸台返修焊接工艺的分析

摘 要：本文以某公司为例，具体对大厚度TP347H管凸台裂缝情况进行分析，在了解裂缝原因的基础上，以现场实际情况出发，结合行业规范，对焊接工艺展开研究。通过将科学焊接工艺应用到裂缝返修过程中，可进一步保障TP347H管凸台返修质量，并提高其使用效果。

关键词：TP347H管凸台;返修;焊接工艺

引言：TP347H管属于不锈钢管，主要呈现化学成分均匀的特点，耐腐蚀性能良好，抗氧化性显著，可广泛应用于大型锅炉过热器等设备中，应用效果良好。但是在实际应用过程中，TP347H管凸台裂缝问题将会严重影响其使用质量，因此，强调临床应积极采取有效焊接工艺，保障TP347H管正常应用。

1.案例分析

某企业在检修过程中，经PT检测，发现转化炉集合管凸台存在裂缝问题，要求予以返修。该转化炉材质为奥氏体不锈钢，具体凸台规格为Ф710mm*56mm。由于涉及到大量焊口，要求焊接工艺应具备较高的准确性以及科学性，因此，强调相关工作人员在返修工作中，应重点加强焊接工艺控制，确保裂缝问题得到有效解决。表1为TP347H管力学性能[1]。

2.裂纹原因

结合PT检测结果，并以现场返修实际情况作为参考，可发现转化炉大部分裂纹位置管台焊缝附近，与熔合线较为接近。裂纹分为横向、纵向两种，其中，前者主要垂直于横缝，并处于管台母材深处，而后者主要呈现连续状态。因为管台存在壁厚的特点，需要耗费大量时间进行焊接工作，在焊接过程中，热量也相对较为集中，将会提高材料热应力，并且因为焊接需要反复进行，并且还需要配合加热处理，将会进一步提升焊缝焊接应力。在运行过程中，转化炉集合管温度可达到660℃，并且在连续运行的情况下，焊缝将会产生拉应力。TP347H管对填充材料纯度以及焊接工艺要求十分严格，在未得到有效控制的情况下，将会出现裂纹。

3.裂纹处理

因为该企业管凸台厚度较大（57mm），并且裂纹位置相对特殊，工作人员经研究后，选择碳弧气刨，并配合机械打磨方法，完成相应的处理工作。具体而言，在开始碳弧气刨前，工作人员可借助防火毯，包扎、隔离管线，以免在碳弧气刨处理过程中，受到飞溅影响，导致管线表面被污染。按照裂纹方向，刨出相应的坡口，并使用磨光机对焊缝进行打磨，并完成焊缝清理工作。使用不锈钢专用磨光片和磨头对焊缝进行处理，可有效避免母材渗碳情况。同时，为进一步避免焊缝出现渗碳情况，在完成碳弧气刨后，工作人员可打磨出相应的硬化层，经有效手段，使其冷却到常温状态后，进行PT检测，确保焊缝得到有效处理。在裂缝清除后，工作人员应着重对较深裂纹予以处理，并扩大坡口，确保能够打磨、焊接干净，提高焊接质量。该企业共使用2台气刨机，确保各个道口能够得到持续性作业，在刨开焊缝部位后，利用测温仪完成测温处理，始终将温度控制在100℃范围内，以免受到温度过高影响，导致裂缝问题加剧。

4.焊接工艺

4.1焊接施工

在施工前，要求所有參与技术人员均需要接受技术交底，详细了解整个焊接流程以及技巧，确保焊接工作有效开展。本文主要使用全氩弧焊接工艺进行焊口处理，并使用充氩保护措施对焊口内壁进行保护，要求氩气纯度应高于99.95%。本文选择焊口材质为SA-213TP347H，焊丝材料为TIG347，在使用焊丝前，应借助砂纸，将污物进行处理。针对对口处理，在对口前，工作人员应借助机械方法，做好坡口以及两侧管清理工作，确保坡口以及两侧管能够保持良好的金属光泽。在打磨、清理坡口过程中，工作人员应注意把控尺寸，以免最终形状出现差异。合理调整坡口角度，保持在30°，并保留1.5～3mm间隙，经焊工确认后，才能够正式进行对口。在对口过程中，应保持内壁齐平，并且端面垂直于中心线。在焊接前，应落实检查工作，确保管内干净并且无异物存在[2]。

在焊接前，工作人员应借助充氩保护措施，对材料根部进行有效保护。在焊接前，应先检查焊缝，后进行施焊。因为奥氏体不锈钢具有较高的合金含量，在焊接过程中，易存在热裂纹风险，并且在温度过高的情况下，还会出现晶间腐蚀，因此，工作人员可采取小规范施焊形式，完成焊接工作，并通过使用小线能量，降低热输入量，在加快焊接速度的情况下，可有效减少高温停留时间，并且在整个焊接过程中，工作人员应做好焊接温度控制，要求应控制在80℃范围内。对于整个焊接工作而言，应避免在焊缝其他区域进行引弧、收弧操作。在焊接中，如果发现问题，应在第一时间借助机械方法，完成缺陷清理工作，并在确定无问题的情况下，继续进行焊接。

4.2缝隙检测

在完成焊接工作后，工作人员应清理掉焊缝表面存在的杂物，确保焊缝处于均匀整齐状态，并使整个熔合线向母材过渡，不允许焊缝出现任何缺陷。因为管台焊缝咬边形成较为困难，因此，可使用钢丝刷对焊缝进行打磨处理，为后续检测工作提供方便。在检测焊缝外观合格的情况下，可使其冷却到常温状态，并完成PT检测，以免影响检测质量。

结论：综上所述，基于大厚度TP347H管凸台裂缝情况，通过以焊接工艺作为依据，并根据行业焊接规范，落实各项施工作业，可有效完成返修工作，确保TP347H管凸台能够正常使用。在本文研究中，经返修后，TP347H管凸台裂缝情况得到有效解决，使用效果良好，在运行该装置后，2个月内未发现任何问题。

参考文献：

[1]闫明洋，颜志华，张力.小车凸台R角堆焊机研制与应用[J].中国重型装备，2021（03）：44-45+48.

[2]崔洋，赵军，高峰.钛合金模锻件焊接工艺凸台的研究[J].科学技术创新，2021（13）：155-157.

作者简介：

夏德国（1979年5月—），男，汉族，山东日照人，大专学历，初级职称（技术员），主要从事金属焊接方面的研究工作。