维纶通讯2003年第23卷第1期钛制醋酸冷凝器的制作田兴文余善福(湖南省湘维有限公司4L．x_机械厂，湖南溆浦419323)[摘要]介绍了钛制醋酸冷凝器的制作，论述了钛材的焊接性能、焊材的选择、焊接坡13的制备、焊接工艺及焊接过程中的气体保护、防污染措施等。[关键词]钛制设备焊接工艺气体保护防污染1引言用乙醛氧化法生产乙酸因工作介质中含有较多Cl一离子，醋酸冷凝器既使选用316L超低碳不锈钢制作，使用一段时间后，便产生了均匀腐蚀、重的部位两至三年便因腐蚀产生穿孔而导致整台设备报废，腐蚀严重地影响了生产的正常进行，且日常维护费用高，运行既不经济又不安全。为彻底地解决该设备的腐蚀问题，我公司技术人员经过多次试验论证，选用四种不同材料进行了95天点腐蚀及晶间腐蚀，其加料口及出料口等腐蚀严挂片试验，其试验结果见表1。表1不同材质的挂片试验结果从表1挂片试验结果看，rA2腐蚀速率很小，结果令人满意，完全满足使用要求，因此我公司决定采用钛材TA2制作新醋酸冷凝器(NQ一8o6)。NQ一806醋酸冷凝器的主要技术特性见表2，其换热段主要结构尺寸见表3。该冷凝器要求按GB150—1988、GB151—89及陕DB3464—86标准进行制造、检验与验收。据分析，它的主要制作难点是焊接，特别是管板与壳体的焊接，管极与列管的接头的焊接，更是难中之难。为了确保该设备制作成功，符合质量要求，我们进行了模拟工艺试验。2焊接工艺试验纯钛焊接工艺方法一般有氩弧焊(手工、自动及半自动)、等离子焊、原子焊、激光焊等，其中手工钨极氩弧焊应用极为广泛，因为它的设备及操作简单，工艺成熟，极适合单件小批量生产。因此我厂根据现有的设备及人员特点，决定采用手工氩弧焊，为此首先进行了板状对接的可焊性试验。2．1对接接头可焊接性试验纯钛具有以下焊接特点：(1)化学活性强，在4o0℃以上的高温下极易被空气、水分、油脂、氧化表2NO一806醋酸冷凝器的主要技术特性项目壳程管程工作压力／MPa工作温度／"C设计压力／MPa设计温度／℃介质换热面积／m2焊接接头系数腐蚀裕度／nan主体材质0．30．420～13o一25～一70．330、4413o一25醋酸、乙醛、水冷冻盐水32．90．850．60116MnR／TA2收稿日期：2002一o9—25作者简介：田兴文，男。1963年9月生。工程师。1984年毕业于湖南化工学校化机专业。在湘维公司化工机械厂从事质保工作。维普资讯http://www.cqvip.com2003年第23卷第1期田兴文等．钛制醋酸冷凝器的制作表3换热段主要结构尺寸项目尺寸公称直径×厚度／mm列管数量／根列管规格／mm管板厚度／mm500×6172×1．5×250025皮污染，由表面吸入氧、氮、氢、碳等杂质，从而大大降低焊接接头的塑性和韧性；(2)钛的特定物理性能，如纯钛在高温停留时间长，则会引起焊接接头过热，从而导致接头力学性能显著降低；(3)易产生冷裂纹；(4)保护不好则易产生气孔。因此，针对纯钛的上述特点，我们在可焊性试验时采取了以下工艺措施：(1)配制合适的正反面氩气保护拖罩，严格控制氩气纯度。(2)选用TA1焊丝，严格进行清洗、烘干、保温，以防污染。(3)配制合理的工艺规范。我们经过几次反复试验，选用了表4的工艺规范焊接了艿=6的TA2对接接头，并对其进行了各项试验，试验结果见表5和表6。表4对接接头的焊接工艺参数表5可焊性试验接头力学性能及化学成份表6焊接接头及热影响区外观质量从表5和表6可以看出，我厂焊接板状对接接头完全能够满足设计规范的规定及使用要求。2．2强度焊接接头试验强度焊与板状对接接头的型式有很大的区别，这就导致了两者焊接时的保护方法有很大的区别，而强度焊要困难得多，只要解决了保护的问题，可以说强度焊就成功了一半。为此，我们拟定了焊接和胀接加焊接二种方案，经过可行性论证，最后确定选用胀接加焊接的方案进行。具体步骤如下：其焊接试样的制备按GBI51—89附录G工艺评定标准进行’，先采用胀接的方法将列管与管板胀牢(将过胀率控制在1％以内)，从而确保背面不受空气污染，焊前在距钛管端30—40mm处塞进一团棉纱，这可作为管子内部的气体保护措施，见图l。而管板正面同样制作特制的气体保护圈，见图2。此保护圈内不用另行通氩气，而是利用焊炬喷出的气体集中保护即可。焊接...
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