硝酸吸收塔冷卻盤管與底板的深孔焊接工藝探索

李 波

（肥城金塔機械有限公司，肥城 271600）

肥城金塔機械有限公司制作的硝酸吸收塔主要由篩板塔組成，各層塔板上盤旋著的冷卻水管，其結構形式比較復雜，組裝時要保證塔板平面度和水平度，其冷卻盤管的焊接尤為重要。由于底板厚度大，冷卻水管直徑小，管與管之間的間距小，焊接難度較大，通過不斷摸索，采用深孔焊接工藝解決了此問題。深孔焊接質量的好壞，直接影響整個設備的質量和壽命。

肥城金塔機械有限公司為臨沂一家化工企業制造的一臺硝酸吸收塔，主要技術參數分別如表1、表2所示。

表1 主要技術參數（一）

表2 主要技術參數（二）

該塔共有34層篩板，每層對應有2組冷卻盤管，分偶數和奇數，每組2個進水口和出水口，并分別獨立設置，冷卻盤管與底板之間采用深孔焊接工藝焊接。

1 組裝與焊接工藝分析

原設計的深孔焊接方式如圖1所示，由于底板比較厚，散熱比較快，管頭與孔之間對接難度較大，因此組裝質量不能保證，并且焊接難度增大，焊接過程很容易出現縮孔、未焊透等焊接缺陷，焊接質量不能得到保證，留下很大的質量隱患。根據產品結構特點，我公司與化工設計院進行溝通，更改了底板管孔的結構（見圖2），降低了焊接難度，保證了焊接質量。

2 焊接工藝

2.1 焊前準備

用管子坡口機把冷卻水管做平頭處理，去除毛刺，并用丙酮清洗；用專用工裝夾具把冷卻管頭和底板管孔進行組裝，留小于0.5mm間隙（用0.5mm塞尺定位），氬弧焊點固，再用丙酮清洗焊縫兩側50mm范圍。

2.2 焊接方法

采用脈沖自動TIG焊。

圖1 深孔焊接方式

圖2 底板管孔的改進結構

2.3 焊接設備

用管板自動深孔TIG焊接設備，應保證定位準確，調整方便。該設備的主要技術性能如表3所示。

表3 設備技術性能

2.4 焊接工裝

底板背部環形槽加工，根據尺寸采用市場環形槽切削刀具。底板管孔與管頭組裝用工具——脹芯，如圖3所示。背部焊縫保護罩如圖4所示。

2.5 焊接工藝

一是焊接定位。調整鎢極尖端與管子內壁間隙，芯桿前部用∮19.9芯軸定位，插入管孔內部調整，使鎢極尖與焊縫中心重合，用機頭三爪定位后固定。二是充氬保護。為保證背面成形，背面進行充氬氣保護，流量為5～14L/min。三是焊接工藝，采用單面焊雙面成形。為保證焊接質量，焊接采用點一層焊接一層的方法焊接。焊接工藝參數如表4所示。

圖3 底板管孔與管頭組裝

圖4 背部焊縫保護罩

表4 焊接參數

2.6 壓力試驗

底板與冷卻管頭焊接完畢后，進行水壓試驗，試驗壓力0.8MPa，保壓30min，焊接接頭無滲漏。768個焊口全部檢驗合格，達到焊接質量要求。

3 結語

通過改變冷卻盤管與底板管孔的對接方式，采用專用工裝進行組裝、定位，經過不斷工藝摸索，我公司掌握了深孔焊接技術，所制造的冷卻盤管深孔焊接質量可靠，各項技術指標符合要求，提升了企業的加工能力，為開拓市場提供了堅實的技術支撐。目前，我公司為臨沂某化工企業制造的硝酸吸收塔，投入運行后，各項指標始終處于良好的狀態。