فرآیند جوشکاری لوله دیگ بخار فشار بالا

1. روش جوشکاری

هنگام جوشکاری لوله های آلیاژی دیگ بخار فشار بالا، الزامات کیفیت برای جوش پایه بالا است. نه تنها نیاز به ذوب کامل جوش دارد، پشت آن صاف و بدون عیب است، بلکه نیازی به سرباره یا سرباره کمتری در پشت جوش ندارد، در غیر این صورت بر عملکرد ایمن تجهیزات تاثیر می گذارد. بنابراین، روش فرآیند جوشکاری جوشکاری قوس الکتریکی با گاز تنگستن دستی برای پایه، جوشکاری قوس دستی برای پر کردن و پوشش اتخاذ شده است.

2. انتخاب مواد جوش

سیم جوش قوسی گاز بی اثر تنگستن دستی: سیم جوش ER55-B2-MnV (TIG-R31)، قطر سیم جوش φ2.5mm.
الکترود جوشکاری قوس دستی: الکترود R317 (E{1}}B2)، قطر φ3.2mm, φ4mm.

3. پیش گرم کردن قبل از جوشکاری

پیش گرم کردن می تواند سرعت خنک شدن ناحیه جوش و گرما را کاهش دهد، که برای جلوگیری از تشکیل ساختار سخت شده، کمک به فرار هیدروژن در ناحیه جوشکاری و جلوگیری از ترک های جوشکاری مفید است. با توجه به محتوای کربن بالا و محتوای عناصر آلیاژی فولاد 12Cr1MoV، دمای پیش گرمایش 200 تا 300 درجه انتخاب می شود و منطقه پیش گرم در مرکز جوش و حداقل 100 میلی متر در هر دو طرف است. در طول کل فرآیند جوشکاری، دمای بین لایه نباید کمتر از دمای پیش گرم نگه داشته شود.

4. عملیات جوشکاری

برای جوشکاری فولاد 12Cr1MoVG، نه تنها پارامترهای مشخصات جوش باید به شدت کنترل شوند، بلکه عملیات جوشکاری نیز تأثیر حیاتی بر کیفیت اتصال دارد. مراحل عملیات جوشکاری به شرح زیر است:

الف پرایمر جوشکاری آرگون: اتصالات لوله را به صورت افقی ثابت کنید، در حین جوشکاری از قوس کوتاه استفاده کنید و تفنگ جوش را تا حد امکان به صورت عمودی روی سطح قطعه کار نگه دارید، که برای محافظت از گاز آرگون به حوضچه جوشکاری مساعد است. تفنگ جوش و سیم جوش را می توان کمی به صورت افقی چرخاند تا اطمینان حاصل شود که هر دو طرف شیار از طریق ذوب می شوند. در عین حال، دمای حوضچه مذاب باید کنترل شود تا از نفوذ جوش و گره های جوش جلوگیری شود. در محل اتصال، از آسیاب زاویه ای برای آسیاب گودال قوس استفاده کنید، عیوب جوشکاری مانند ترک های بسته شدن قوس و منافذ در گودال قوس را برطرف کنید و سپس جوشکاری قوس الکتریکی را ادامه دهید.

ب هنگامی که از جوشکاری قوس الکتریکی برای پر کردن استفاده می شود، باید از جوش قوس کوتاه استفاده شود و حرارت ورودی نباید خیلی زیاد باشد. در صورت استفاده از جوش قوس بلند، نه تنها مشکلاتی مانند سوختن ناپایدار قوس، عمق ذوب کم، پاشش زیاد فلز و تشدید سوختن عناصر آلیاژی به وجود می‌آید، بلکه ایجاد عیوب مانند زیر بریدگی و نفوذ ناقص نیز آسان است. در عین حال، گازهای مضر مانند N2 و O2 در هوا به راحتی وارد حوضچه مذاب می شوند و باعث ایجاد نقص منافذ در جوش می شوند. هنگام جوشکاری می توان از روش تغذیه سیم هلالی شکل کوچک استفاده کرد. در دو طرف شیار به مدت 0.5~1 ثانیه بمانید و سرباره جوش باید بین لایه های جوش کاملاً تمیز شود. هنگامی که عیوب جوشکاری مانند منافذ یافت می شود، عیوب جوشکاری باید با آسیاب زاویه ای برطرف شود. هنگام بستن قوس، گودال قوس باید پر شود تا از ترک خوردگی قوس جلوگیری شود. اتصالات بین لایه ها باید به صورت پلکانی باشد و هیچ گونه همپوشانی مجاز نیست.

ج هنگام جوشکاری قوس الکتریکی، جریان جوشکاری باید کمی کوچکتر از پرکننده باشد. زاویه الکترود صحیح باید انتخاب شود و تغذیه الکترود باید یکنواخت باشد تا از عیوب زیر برش در لبه شیار جلوگیری شود. ارتفاع اضافی جوش باید در 1 تا 3 میلی متر کنترل شود تا از تمرکز تنش در اتصال در حین استفاده جلوگیری شود.

5. عملیات حرارتی پس از جوش

پس از جوشکاری، عملیات حرارتی کاهش تنش مورد نیاز است. جوش را به طور کلی تا 720-760 درجه گرم کنید. پس از ثابت نگه داشتن دما برای 1 تا 2 ساعت، جوش و ناحیه نزدیک جوش باید بلافاصله با مواد عایق پوشانده شود تا اتصال به آرامی تا دمای اتاق خنک شود. هدف از عملیات حرارتی حذف یا کاهش ساختار سخت شده در ناحیه آسیب دیده، افزایش انعطاف پذیری و چقرمگی، کاهش موثر تنش پسماند جوشکاری و تسهیل فرار هیدروژن منتشر شده و در نتیجه کاهش تمایل به ترک های سرد است.