氨制冷壓力管道焊接接頭質(zhì)量檢測探討論文

　　摘要：氨制冷系統(tǒng)壓力管道主要應(yīng)用于冷凍業(yè)，其中壓力管道是設(shè)備安全監(jiān)管的核心內(nèi)容，而影響管道安全的是焊接接頭的質(zhì)量，本文主要是對氨制冷壓力管道焊接接頭進(jìn)行缺陷及顯微組織檢測，分析焊接缺陷產(chǎn)生的原因，以及對管道安全的危害，并提出提高氨制冷管道焊接質(zhì)量的建議。

　　關(guān)鍵詞：氨；制冷；壓力管；焊接；質(zhì)量；檢測；分析

　　1氨制冷壓力管道結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能

　　氨制冷系統(tǒng)主要是由螺桿壓縮機(jī)組、高效臥式冷凝器、儲(chǔ)氨器、排液桶、低壓循環(huán)桶、屏蔽氨泵、中間冷卻器、吊頂冷風(fēng)機(jī)、集油器、緊急泄氨器、高效臥式蒸發(fā)器、氨液分離器等組成。氨制冷壓力管道主要用于輸送氨液和氨液，是通過氨泵進(jìn)行加壓強(qiáng)制供應(yīng)，在連接低壓排液桶到蒸發(fā)器，然后回到冷凝器中，形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)。所以氨制冷壓力管道很重要，它承受著壓力、溫度、載荷的隨時(shí)變化。氨制冷壓力管道主要是由安全管道、熱氨管道、吸氣管道、液體管道、油管道、平衡管道、放空管道、排液管道等組成的。

　　2氨制冷壓力管道焊接接頭質(zhì)量檢測對象及方法

　　由于我國的氨制冷壓力管道有的已經(jīng)使用很多年了，其設(shè)計(jì)、安裝、使用、檢驗(yàn)等安全監(jiān)督管理中存在很多問題。尤其是管道焊接接頭的缺陷可能會(huì)導(dǎo)致冷庫的氨氣出現(xiàn)泄漏情況，應(yīng)該正確分析氨制冷系統(tǒng)壓力管道的焊接缺陷及發(fā)展，要確保管道制造、安裝上防止缺陷，還要對已安裝上的進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，方便對管道的實(shí)效問題進(jìn)行分析、剩余壽命預(yù)測和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測等。要對氨制冷系統(tǒng)中的焊接接頭進(jìn)行質(zhì)量檢測和性能分析，使用線切割設(shè)備在管道的接頭處切下焊接接頭檢測試樣。各試樣的焊縫位于式樣的中間，兩端為母材，對切下來的焊接接頭檢測試樣縱向截面按照規(guī)定要求，制成金相試樣。通過相應(yīng)的測試儀檢測宏觀焊接缺陷，在使用4％的硝酸酒精對焊接接頭進(jìn)行浸蝕，并通過掃描電鏡檢測顯微組織。

　　3氨制冷壓力管道焊接接頭分類

　　為了給錯(cuò)邊量、熱處理、無損檢測、焊縫尺寸等有針對性的提出要求，可以將接頭分為四類，一是圓筒部分的縱向接頭、球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭、各種凸形頭中的接頭、嵌入管與殼體對接處的接頭，這種接頭所受的應(yīng)力很大，所以在焊接時(shí)一般采用雙面焊或者是要保證全部焊透才可以。二是殼體部分的環(huán)向接頭、錐形封頭與接管連接的接頭、法蘭與接管的接頭，這種接頭的焊法可以采用雙面焊的對接焊縫，也可以用帶有襯墊的單面焊，進(jìn)行焊接。三是平蓋、管板與圓筒非對接連接的接頭、法蘭與殼體、接管連接的接頭等，這種焊接的受到的應(yīng)力很小，一般都是用角焊縫連接，但是對于高壓容器或是有劇毒介質(zhì)的容器和低溫容器就應(yīng)該采取全焊透的發(fā)生進(jìn)行焊接。四是接管、凸緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體進(jìn)行焊接，這種焊接主要是接管與容器的交叉焊縫，受力條件差，存在很大的應(yīng)力。在后壁容器中這種焊縫的拘束很大，殘余應(yīng)力也很大，在使用時(shí)很容易產(chǎn)生裂紋等缺陷，所以要采取全焊透的方式，對接頭進(jìn)行焊接，對于低壓容器應(yīng)采用局部焊透的單面或雙面角焊。

　　4焊接接頭缺陷檢測及分析

　　可以通過掃描電鏡和能譜檢測，發(fā)現(xiàn)焊接接頭中的形狀、尺寸、未熔合、未焊透、裂紋、雜質(zhì)、孔穴等問題。對于焊接接頭來說多少都會(huì)存在形狀和尺寸的不良缺陷，主要以錯(cuò)邊、角度偏差等的形成出現(xiàn)，造成這種尺寸缺陷的原因是安裝對接的兩個(gè)管道在進(jìn)行焊接時(shí)沒有對正，出現(xiàn)了一些偏差，會(huì)導(dǎo)致焊縫處存在很大的應(yīng)力，可能會(huì)造成裂痕，漏氨等現(xiàn)象。有很多情況都是未熔合和未焊透的缺陷，主要是焊接的時(shí)候熱輸入太低，坡口邊緣沒有充分的融化，而沒融合的地方會(huì)出現(xiàn)很大的應(yīng)力，導(dǎo)致使用過程中出現(xiàn)裂痕，未焊透焊接接頭會(huì)使使用強(qiáng)度降低，如果管道中有動(dòng)載荷存在時(shí)，缺陷對焊縫的疲勞強(qiáng)度將有很大的影響。當(dāng)有焊接時(shí)有物體夾雜在焊縫處，在使用過程中，可能會(huì)使裂痕擴(kuò)展破壞，當(dāng)夾雜物的尺寸很大，并且與外界連接的時(shí)候，會(huì)造成氨制冷劑進(jìn)入焊縫之中，可能會(huì)使管道中的顆粒進(jìn)入設(shè)備中，影響質(zhì)量設(shè)備的正常運(yùn)行。在焊接時(shí)，熔池的劇烈攪動(dòng)會(huì)使坡口附近的腐蝕產(chǎn)物卷入熔池內(nèi)部，凝固以后，熔池內(nèi)的氧化物留在焊縫中，這對這種問題，就是要在焊接前清除坡口附近的腐蝕產(chǎn)物，或者在管道出現(xiàn)腐蝕以前進(jìn)行焊接就可以有效地避免焊縫夾雜的出現(xiàn)�？籽ǖ娜毕莸男螤钍遣煌�的，但是形成的原理是一致的，就是在焊接的時(shí)候，熔池內(nèi)的氣體沒有及時(shí)的溢出，殘留在焊縫中形成的孔穴。另外當(dāng)焊條、焊劑的夠干，被焊的金屬表面有銹、油污、或者是雜質(zhì)，焊接區(qū)域保護(hù)不佳，都會(huì)出現(xiàn)孔穴現(xiàn)象，只是出現(xiàn)孔穴的大小程度不同。這些孔穴的出現(xiàn)會(huì)降低焊縫的致密性，減少焊縫的有效厚度。如果只是單個(gè)的孔穴對焊接質(zhì)量的危害還不是很大，但是如果是很多的孔穴，會(huì)在負(fù)載的作用下相互連通，就會(huì)使應(yīng)力區(qū)變大，由于產(chǎn)生很嚴(yán)重的應(yīng)力，在使用過程中可能會(huì)導(dǎo)致裂紋的擴(kuò)展。裂紋是由于焊接不良產(chǎn)生的缺陷，在使用時(shí)，由于應(yīng)力的作用，裂紋會(huì)逐漸的變大。由于裂紋是呈扁平形狀的，當(dāng)加載方向垂直于裂紋平面時(shí)，裂紋的兩端會(huì)出現(xiàn)很大的應(yīng)力，導(dǎo)致脆性斷裂。裂紋會(huì)出現(xiàn)缺口效應(yīng)，很容易出現(xiàn)三向應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致裂紋的失穩(wěn)和擴(kuò)展。焊接裂紋是在管道內(nèi)部表面開始的，只是定期的檢查是發(fā)現(xiàn)不了的，具有很強(qiáng)的隱蔽性，所以對管道造成了很大的潛在威脅，管道焊接接頭存在裂縫，這種裂縫是在錯(cuò)邊結(jié)合處出現(xiàn)的，并且向內(nèi)部延伸，裂紋會(huì)承受很大的載荷，在缺口處導(dǎo)致三向應(yīng)力狀態(tài)，使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展。

　　5改進(jìn)建議

　　焊接工藝不合理會(huì)直接導(dǎo)致焊接缺陷產(chǎn)生，所以要根據(jù)管道的實(shí)際情況進(jìn)行焊接工作，防止出現(xiàn)未熔合和未焊透的情況發(fā)生，在焊接的時(shí)候，一定要遵守焊接工藝要求，減少由于操作失誤產(chǎn)生的錯(cuò)邊、固體夾雜物及孔穴缺陷的出現(xiàn)，可以有效的防止裂紋的萌生。對新安裝的管道進(jìn)行全面的焊接質(zhì)量檢查，嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)安全監(jiān)督管理和定期檢查工作。人們不斷的應(yīng)用新技術(shù)，以便于及早的發(fā)現(xiàn)缺陷，并及時(shí)的消除安全隱患，防止事故的發(fā)生。另外還應(yīng)該加強(qiáng)對管道焊接質(zhì)量的控制，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求采用氬孤焊封底，手工電弧焊蓋面的焊接方法，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)對焊接操作工人的技能培訓(xùn)。結(jié)束語如今人們的生活水平越來越好，所以制冷設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣泛，這些制冷設(shè)備主要是滿足人們的需求，但是制冷設(shè)備的安全性卻使人堪憂，如今我國已經(jīng)發(fā)生多起氨制冷壓力管道泄漏事件，甚至是導(dǎo)致人員的傷亡，對國家和社會(huì)帶來了嚴(yán)重的影響，所以我們應(yīng)加強(qiáng)對氨制冷設(shè)備的管理，保證制冷設(shè)備正常可靠的運(yùn)行。

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