一种加氢反应器单层堆焊方法与流程

    专利查询2026-02-07  1


    本发明属于钢铁材料焊接,具体涉及一种加氢反应器单层堆焊方法。


    背景技术:

    1、以加氢反应器为代表的大型厚壁压力容器常用于高温高压环境下,工况苛刻,故对设备的耐蚀性等提出了更高的要求,因此需要对容器内壁进行耐蚀层的堆焊,以保证其满足耐蚀性的要求,但在堆焊的过程中尤其是单层带极电渣堆焊中,由于输入电流较大,因而带电导线与带电金属所产生的磁场更大,对堆焊电弧及堆焊层的成形都造成了明显的影响。

    2、导线产生的磁场与工件上的剩磁易对电弧产生影响,使其偏离中心位置,产生磁偏吹现象,导致堆焊层一侧咬边现象严重;而熔池冷却中易受熔磁收缩效应影响,导致两侧产生咬边现象。咬边的产生严重影响堆焊层的质量,增加堆焊层裂纹敏感性,对企业的经济效益和设备的使用都有着巨大的负面影响。

    3、因此,应通过适当的堆焊工艺降低堆焊层内的残余应力,以及通过磁控措施,对咬边现象进行改善。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题是,针对现有技术的不足,提出一种加氢反应器单层堆焊方法,该方法是在生产中,通过选用带极电渣堆焊的方法进行单层堆焊,通过合理的堆焊工艺、布置焊接电缆线以及在堆焊机头处施加可调节的磁控线圈,以消除堆焊中额外产生的磁场对堆焊质量的影响;通过对实际生产经验的分析,总结出磁控电流的强度与带极宽度和输入电流的关系,为堆焊生产提供了参考,有效改善了带极堆焊中的咬边现象,降低了堆焊层的残余应力,提高了设备使用的安全性。

    2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种加氢反应器单层堆焊方法,所述方法包括以下步骤:

    3、1)在堆焊机头两侧设置一对磁控线圈,任意一个所述磁控线圈通电时在临近的熔池边缘区域产生的磁场方向与熔池电流在该区域产生的磁场方向相反;

    4、2)选择带极宽度,根据基体材料选择堆焊层厚度,基于选定的带极宽度和堆焊层厚度,利用平均残余应力计算公式优化堆焊输入电流、堆焊输入电压与堆焊速度;

    5、3)对所述一对磁控线圈通电,根据所述堆焊输入电流、堆焊输入电压与堆焊速度进行堆焊。

    6、本发明的效果是:

    7、本发明基于堆焊中产生的咬边现象及堆焊层残余应力过大的问题,提出了一种加氢反应器单层堆焊方法,该方法通过利用磁控线圈控制叠加磁场,改善了堆焊中的磁偏吹与磁收缩现象,有效控制了咬边现象的产生,提高了焊缝的平整性,利用平均残余应力计算公式优化堆焊输入电流、堆焊输入电压与堆焊速度,有效降低了堆焊层的残余应力,提升了加氢反应器设备的安全性。

    8、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。



    技术特征:

    1.一种加氢反应器单层堆焊方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对于55-65mm带极宽度,堆焊输入电流为1150-1250a;

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述平均残余应力计算公式为

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磁控线圈的磁控电流i磁的计算公式为

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述堆焊输入电流采用直流反接,并采用带极电渣堆焊的方法堆焊所述加氢反应器的耐蚀层。

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磁控线圈的直径为25-35mm、匝数为90-110;已堆焊区域侧的所述磁控线圈置于距离已堆焊表面10-20mm的高度处,待堆焊区域侧的所述磁控线圈置于距离待堆焊表面15-20mm的高度处,每个所述磁控线圈的轴线与临近的熔池外侧距离为10-20mm。

    8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述磁粉检测为干法检测或湿法检测;

    9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预热的方式采用火焰加热矩进行加热,预热温度不低于110℃。

    10.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述渗透检测流程包括:将已堆焊表面预清理并干燥后,采用喷涂法施加渗透剂完全覆盖堆焊面,渗透预定时间后进行清洗并喷洒显像剂。


    技术总结
    本发明公开了一种加氢反应器单层堆焊方法,该方法是在传统双层带极埋弧堆焊的基础上,通过改用带极电渣堆焊的方法进行单层堆焊,通过对残余应力的计算得出堆焊工艺;堆焊过程中在机头后方熔池边缘设置两个的磁控线圈并通以磁控电流,其中磁控电流强度由热输入及带极宽度等参数计算得出,堆焊过程中根据出现的磁偏吹现象及咬边现象对两侧线圈的电流强度分别进行调整,从而对堆焊层内的残余应力起到了调控作用,避免了咬边现象的产生对堆焊层质量造成不利影响。与传统方法相比,该方法的热输入及磁控电流强度更为合理,明显地降低了焊后残余应力,增强了堆焊层的质量,提高了加氢反应器使用的安全性和寿命。

    技术研发人员:蒋文春,王金光,李书涵,张尧,万娱
    受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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