锆制容器筒体环焊缝焊接方法探讨

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1、化工装备问题与对策锆制容器筒体环焊缝焊接方法探讨王坚杨俊顾绍珏左占科（云南大为化工装备制造有限公司，曲靖655338）摘要：本文根据锆材的焊接特点，采用几种焊接方法进行了焊接试验和对比分析，对等离子焊机做了局部改装，设计并制作了专用保护工装，结合锆材的焊接性能和自动等离子焊机的特点确定了焊接工艺参数，实现了对大型锆、镍基合金容器筒体环焊缝自动焊接。关键词：锆制容器焊接筒体环焊缝自动等离子弧焊和自动等离子弧焊+氩弧焊盖面，1前言对容器筒体纵焊缝采用拖罩保护，效果良好，工锆具有优良的耐腐蚀性能，在某些腐蚀介质装也简便。但对于容器筒体环焊缝的焊接，因受中，其耐腐

2、蚀性能甚至超过铌和钛。因此，在化到筒体圆度和错边量影响，钨极与工件之间的距工设备中，常用于要求耐腐蚀极强的设备制造，如离处于不断变化中，采用拖罩保护，实施比较困国家发改委《“十一五”重大技术装备研制和重大难，保护效果很不理想，保护气体浪费很大，质产业技术开发专项规划》中的大型甲醇低压羰基量也不稳定。而压力容器焊接过程中，环焊缝的合成醋酸成套设备专项，由于羰基化制醋酸生产焊接量约占整个焊缝焊接量的3/4，对于锆制大型过程中，其介质中含有大量的碘甲烷、碘化氢、醋压力容器，不仅体积大，且筒体壁厚较厚，如果酸、水等混合物，且温度较高。特别是碘甲烷，对纵、环焊缝焊接

3、都使用传统的焊接方法（GTAW），金属材料的腐蚀性极强，一般的不锈钢根本无法工效较低，很难满足生产工期要求。使用,不锈钢材料在醋酸中很容易产生腐蚀，因此本文就我公司在锆制大型压力容器的焊接中，采用了锆、镍基合金及其复合板材料。云南大为采用自动等离子弧焊和自动等离子弧焊+氩弧焊化工装备制造有限公司开发制造的20万吨/年醋盖面在焊接工装，焊接保护等，对筒体环焊缝的酸关键设备中就有特种材料设备20台（种），其中焊接方法进行探讨。锆（Zr-R60702）材料设备12台，锆钢复合板材料设备3台，镍基合金（N10675、N010276）材料设2锆的焊接性能分析备5台。

4、锆具有良好的焊接性能，可熔焊、钎焊、固锆材料虽然有良好的焊接性能，但锆非常活态焊等。但锆是非常活泼的金属，锆及锆合金泼，焊接时很容易与氢、氧、氮发生化学反应。所对环境中的氢、氧、氮等都有很强的亲和力。特以对锆材料设备的焊接，重点是对焊接部位进行别是在高温下，锆容易与上述气体发生化学反保护，防止焊接部位发生化学反应，影响锆设备应，与氢在200℃可生成氢化锆（ZrH2），在大质量。锆焊接的保护主要采用局部保护。对于氩约315℃的氢气氛中，锆会吸收氢而导致氢脆；与弧焊，保护方法比较简单，一般采用拖罩充氩气氧在300℃可生成氧化锆（ZrO3），在550℃及以进行保

5、护。但手工氩弧焊焊接大型锆制压力容器，上，与空气中的氧反应生成多孔的脆性氧化膜，在效率很低，质量也不稳定。云南大为化工装备制700℃以上，锆吸收氧而使材料严重脆化；与氮在造有限公司在锆制大型压力容器的焊接中，采用600℃时，锆就会吸收氮生成氮化锆（ZrN）。而且，－40－化工装备问题与对策由于锆金属的物理特性：熔点高（1852℃），导热尺寸的工件（或产品），可采用将被焊工件放入充性差（在100℃时为5.67×10－3W/m·K，300℃满氩或氦的可控气氛操作室（箱、袋）内进行焊时为5.19×10－3W/m·K），热容量小（在1000～接；尺寸大的产品（如大

6、型压力容器、塔器等）的1500℃时为473J/kg·K）。与钢、铝、铜等的焊接焊接，由于可控气氛操作室的建造成本太高，一相比，锆的焊接熔池积聚的热量多，尺寸大，停般采用局部保护。留时间长、冷却速度慢，容易生产焊缝污染。因为适应大型锆制压力容器的焊接，我们对锆此在焊接过程中，不仅熔池要保护，而且焊后正材的焊接，进行了手工氩弧焊、自动等离子弧焊在冷却中的焊缝正面和背面都要得到很好的保护。和自动等离子弧焊+氩弧焊盖面的对比试验。在相同的保护气氛条件下，对这几种焊接方法进行3焊接方法的试验及选择了焊接工艺评定，对焊接质量、焊接接头的力学对于锆材熔焊，目前大都采用氩

7、弧焊，使用性能、工效进行了对比（详见表1、表2）。纯度不低于99.999％的氩气或氦气保护。对于小表1手工氩弧焊、自动氩弧焊和自动等离子弧焊锆材焊接适应范围及工艺参数表熔敷金属厚度工艺参数焊接速度焊接方式（mm）电流(A)电压(V)mm/min手工氩弧焊2~3160~28010~18120~150自动氩弧焊1~2170~18012~14180~200自动等离子弧焊5~10220~30028~36200~250表2手工氩弧焊、自动等离子弧焊锆焊接材料消耗对比表试板规格气体量焊接材料工时焊接方法（mm）（L）（Kg）（min）GTAW14400.518.5PA

8、W500×250×86203.3PAW+GTAW9800.155.