于善坤

（安德里茨（中國）有限公司，廣東佛山528000）

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不銹鋼板包覆低碳鋼機架新工藝的應用

于善坤

（安德里茨（中國）有限公司，廣東佛山528000）

摘要：采用熔化極活性氣體保護焊（MAG）焊接方法、藥心焊絲電弧焊（FCAW）焊接方法以及鎢極惰性氣體保護焊（TIG）焊接方法制作不銹鋼板包覆低碳鋼機架，包覆焊縫打磨酸洗后進行液體滲透探傷（PT）檢驗，從而確保焊縫無缺陷并對焊縫進行清洗與鈍化。結(jié)果表明，經(jīng)處理后包覆的機架外觀美觀，且滿足使用壽命期限內(nèi)的耐蝕性能及設備成本降低的要求。

關鍵詞：焊接工藝規(guī)程；包覆；液體滲透探傷；酸洗與鈍化

在制漿造紙工藝過程中需要酸堿化學藥品及蒸汽，由此產(chǎn)生的酸霧環(huán)境及漿料對設備的耐蝕性提出較高的要求，因此網(wǎng)部和壓榨部的不銹鋼機架在制漿造紙機械中被廣泛應用。但近年來，生產(chǎn)造紙企業(yè)面臨較大的設備成本壓力，迫切需要耐蝕性較好且價格低廉的造紙設備，因此設備制造廠對相對環(huán)境較好的紙機部位，如紙機和漿板機的壓榨部、衛(wèi)生紙機的濕部和壓榨部等可采用碳鋼表面包覆不銹鋼這種新工藝來降低設備的成本，且這種包覆機架能夠滿足設備使用壽命期間的防腐功能要求。本文給出不銹鋼包覆碳鋼機架詳細的制作工藝，對不銹鋼包覆碳鋼機架制作具有實踐指導意義。

1　焊接方法

低碳鋼機架焊接和包覆焊接按照評定合格的WPS焊接工藝規(guī)程進行，其具體操作步驟為：1）選用直徑1.2 mm的ER50-6焊絲，采用MAG焊接方式對低碳鋼板進行焊接。2）選用直徑1.2 mm的E309LMoT1-1焊絲，利用FCAW方法對低碳鋼板與316L不銹鋼連接板之間焊接。3）低碳鋼機架焊縫打磨平整后，以TIG焊接方法，采用直徑1.2 mm的ER316L焊絲對316 L不銹鋼1.5 mm的覆膜板之間焊接。4）采用ER309LMo焊絲，利用TIG焊接方式對低碳鋼板與316 L覆膜板之間焊接。5）低碳鋼機架上的螺紋孔需鑲嵌不銹鋼套進行加工制作。6）采用粒徑0.12～0.18 mm的千葉輪打磨包覆焊縫，酸洗處理后對包覆焊縫進行液體滲透探傷檢測，探傷標準JB/T4730.5—2005［1］。7）最后焊縫表面進行清洗與鈍化處理。

2　包覆制作工藝

2.1碳鋼支架的制作

根據(jù)合格的WPS焊接工藝規(guī)程焊接低碳鋼機架，低碳鋼板焊接處開破口，破口及坡口邊緣20 mm區(qū)域需打磨出金屬光澤，如圖1a所示，厚度大于40 mm板材在焊接前對焊接區(qū)域需預熱100～150°C處理，并以MAG方法將低碳鋼板材焊接成方型管，方形管上的不銹鋼連接板不需要包覆，采用E309LMoT1-1焊絲以FCAW方法與方形管焊接。在包覆之前，碳鋼焊縫需要打磨平整，碳鋼機架焊接完成校正后對加工面進行機加工，焊接加工后的碳鋼支撐架如圖1b所示。

圖1　低碳鋼支撐架

碳鋼板上的螺紋孔采用不銹鋼套鑲嵌到低碳鋼板，選取ER309LMo焊絲及TIG焊接方式對低碳鋼板與不銹鋼套焊接制作，不銹鋼套的直徑最小為2倍螺紋直徑，長度最小為2倍螺紋直徑，四周焊縫a為0.3倍螺紋直徑，如圖2所示［2］如果碳鋼機架的不銹鋼連接板厚度大于或等于所要求的螺紋直徑，則不需要鑲嵌不銹鋼套制作螺紋，所有焊縫應平滑過渡，無氣孔、無裂紋缺陷，符合ISO5817 C級質(zhì)量要求［3］。

圖2　鑲嵌式不銹鋼螺紋

2.2不銹鋼包覆碳鋼機架

低碳鋼機架機加工結(jié)束后，采用1.5 mm的316L不銹鋼覆膜板對碳鋼面進行包覆，包覆板根據(jù)碳鋼面形狀裁剪，且將焊縫處的覆膜去掉20 mm，包覆板緊貼碳鋼板材，并用夾具夾緊，包覆板平對接留有間隙1～2 mm，角對接留有間隙1 mm，螺紋處的包覆板孔徑大于螺紋孔直徑約4 mm，即留有約2 mm焊縫間隙，并與不銹鋼套焊接，包覆示意如圖3所示［2］。選用不銹鋼直徑1.2 mm的ER316焊絲，用TIG焊接方法焊接，焊接時先點焊不包覆，如圖4所示，再對板材進行焊接。

由于加工吊裝時會破壞不銹鋼覆膜造成劃痕，一般來說不銹鋼連接板的低碳鋼機架梁機加工后再包覆，如圖5a所示。但包覆焊接可能引起已加工不銹鋼連接板的加工面形位公差超差，如平面度超差。為了消除由包覆焊接引起的加工區(qū)域變形，因此需對有些不銹鋼連接板加工面區(qū)域進行預包覆后再加工，如圖5b所示為預包覆橫梁，預包覆加工完成后再完全包覆低碳鋼梁。

圖5　加工后包覆和預包覆后加工的低碳鋼橫梁

圖3　不銹鋼包覆低碳鋼梁

2.3液體滲透探傷檢測

低碳鋼機架包覆完成后，用膠帽塞住所有螺紋孔，對包覆的焊縫用粒徑0.12～0.18 mm的專用不銹鋼千葉輪對焊縫區(qū)域40 mm寬度打磨、酸洗、清洗干凈后由有資質(zhì)的無損探傷人員對包覆焊縫液體滲透探傷，此工藝的滲透探傷報告主要內(nèi)容如表1所示。

表1　著色探傷檢驗報告

根據(jù)探傷標準JB/T4730.5—2005判定焊縫是否存在氣孔、裂紋和未熔合不足等缺陷，焊縫符合質(zhì)量等級I級。如不合格需補焊，并對補焊處重檢，直至焊縫符合所要求的滲透探傷標準的質(zhì)量等級I級。

2.4焊縫清洗、鈍化與預裝配

包覆焊縫探傷合格后，清洗焊縫并進行鈍化處理，檢查焊縫美觀就預安裝，裝好后撕掉保護膜。

3　結(jié)論

（1）低碳鋼機架焊接嚴格按照評定合格的焊接工藝進行，焊接后校直再進行機加工，機架碳鋼面上的螺紋孔需用不銹鋼棒鑲嵌焊后制作。

（2）機架在包覆之前，碳鋼焊縫表面要打磨平整，包覆時不銹鋼與不銹鋼、不銹鋼與碳鋼材料焊接要選擇正確焊絲及規(guī)定的焊接工藝，包覆焊接時可引起某些加工面的形位公差超差，因此某些機架梁的加工工藝需在預包覆工藝之后進行。

（3）包覆焊縫需用專用的不銹鋼千葉輪打磨工具進行打磨、清洗、酸洗后對焊縫進行滲透探傷檢測，確保焊縫無裂紋、氣孔等缺陷。

（4）滲透探傷結(jié)束后對焊縫清洗與鈍化處理，機架預組裝后去掉不銹鋼包覆板的覆膜。

參考文獻：

［1］全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會. JB/T4730.5-2005承壓設備無損檢測第5部分∶滲透探傷［S］.北京∶中國標準出版社，2005.

［2］GEORG Reck，JOSEF Ully.安德里茨設計圖紙［R］.格拉茲∶安德里茨，2012.

［3］ISO technical committees. ISO5817∶2014 Welding-Fusion-welded joints in steel，nickel，titanium and their alloys（beam welding excluded）-Quality Levels for imperfections［S］. Switzerland∶ISO，2014.

【責任編輯：任小平renxp90@163.com】

New application of stainless steel cladding process in mild steel frames

YU Shan-kun
（Andritz（China）Ltd.，F(xiàn)oshan 528000，China）

Abstract∶The mild steel frames cladded with stainless steel plates were manufactured by metal inert gas welding （MAG），flux cored arc welding（FACW）and tungsten inert gas welding（TIG）way，the cladding weld seams were done by liquid penetrant examination to make sure no defects after they were ground and pickled，then the cladding weld seams were flushed，pickling and passivation，the resnlts slwed that the cladding frames surfaces looked perfect which could meet the anti-corrosion properties in their life spans and cost reduction requirements.

Key words∶welding procedure specification；cladding；liquid penetrant examination；pickling and passivation

中圖分類號：TG457.11

文獻標志碼：A

文章編號：1008-0171（2016）03-0035-03

收稿日期：2015-10-27

作者簡介：于善坤（1975-），男，山東莒縣人，安德里茨（中國）有限公司工程師。