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鋁合金管道的加工和安裝

浏览次数:529日期:2019-11-17
鋁合金材料在現代產業生產中利用十分廣泛,特別在空氣分離裝配中,它是一種較常用的工藝管材。由於鋁合金材料本身的特點和空分裝配生產工藝的特殊性,決定了鋁合金管道的清洗、脫脂、加工、組裝、焊接等工藝和要求與一般碳鋼材料不同,某些方麵較碳鋼難度大得多 。本文以空分裝配中常用的鋁合金管LF2為例,扼要闡述鋁合金管道施工的特點和有關技術要求。   一、材料特性   鋁合金管LF2首要化學成分 :含Mg為2.0%~2.8%,含Mn為0.4~1.5%,其餘為Al;機械性能:在熱軋狀況下 ,其抗拉強度不小於226MPa;熔點約為650℃,熔化時無顏色變化 。   二、清洗、脫脂   空分裝配具有低溫深冷、氧氣助燃、遇油易爆等特點,是以,必須對空分裝配冷箱內管道進行清洗脫脂處理。鋁合金管清洗脫脂程序為:堿洗→淨水衝洗→硝酸光化→淨水衝洗→脫脂→淨水衝洗。   鋁合金管在脫脂前,必須往除管內的贓物、垃圾等。脫脂劑嚴禁使用四氯化碳溶劑,必須用聚氯乙烯或三氯乙烯溶劑。由於脫脂劑是易燃和危險性物質,是以,在使用和儲存時,必須采取環境透風、避免陽光直接照耀和加強勞動者的身體保護等措施。   小口徑管道和配件脫脂時可采取直接浸泡在脫脂劑中的方法;大口徑管道可采用脫脂劑灌注浸泡脫脂法,脫脂中使管道反複傾斜,從而使管道脫脂充分;根據實際情況,也可采用擦洗脫脂法。經脫脂的管道風幹後,應及時封口,避免贓物或油汙的汙染。   經脫脂的管道應無脫脂劑氣味。檢查方法可用清潔幹燥的白色濾紙擦抹脫脂表麵 ,紙上無油脂痕跡和汙垢為合格;也可用紫外線燈照耀 ,以無紫蘭色熒光為合格。   三、管道建造安裝   空分裝配冷箱內管道空間位置緊湊,走向複雜,管徑大小不一,這給管道安裝增加很大難度 。為保證施工質量,管道施工應盡可能多地在冷箱外建造,然後在冷箱內組裝。是以,在施工前,必須根據管道平、立麵圖繪製管道單線圖 ,甚至有時會利用建造模型的方法,從而進步管道預製的深度、質量和速度。   鋁合金管道預製需在室內進行。由於鋁合金較軟,其標準電位值大,為-1.67伏,是以,預製場地上應展設4毫米厚的橡膠墊,以防產生電位腐蝕。鋁合金管道建造必須與碳鋼和不鏽鋼等分開。   鋁合金管道安裝必須按照以下原則:先大管 ,後小管;先下部,後上部;先主管,後輔管;先預製,後配置;加熱管與低溫管、液體容器壁麵間隔不小於300毫米;管道安裝從空分裝配冷箱上部開始向下進行。   鋁合金管道建造安裝使用的工具為不鏽鋼絲刷、鋁製水平尺、木榔頭、尼龍繩等 。在管道吊裝時 ,應采取保護措施,以防止損傷管道表麵,如索具外套橡皮管、索具間用撐持撐開等方法。   鋁合金管坡口采用機械加工的方法。不同壁厚的對接焊應有14°的過渡段。對接焊口裝配有以下幾點要求 :(1)配焊口應避免強製進行,以減小焊接後產生較大的殘餘應力;(2)對口應做到內壁齊平,錯邊量不得超過管壁厚度的10%,且不大於1毫米,內壁同樣要求光潔,不得有毛刺、粒屑;(3)內部不加襯圈焊口,要求間隙盡可能即是零,特別是仰焊部位,管內壁應倒1~1.5毫米的圓角;(4)使用襯圈時,襯圈必須與管壁貼緊。四、焊接技術   鋁是雪白色的輕金屬,具有良好的塑性、較高的導電性和導熱性,同時還具有抗氧化和抗介質腐蝕的能力。鋁比鋼的比熱大兩倍,導熱性能約大三倍,即升高同樣的溫度需要的熱量較多 ,而散失熱量較快。鋁極易氧化產生難熔的三氧化二鋁薄膜,在焊縫中輕易產生夾雜物,從而破壞金屬的連續性和均勻性,降低機械性能和耐蝕性。是以,鋁合金管道焊接與其他材質相比,具有特殊性和難控製性,焊接操縱非常難於把握。   為保證焊接質量,焊接鋁合金的焊工均須經過嚴格的技術培訓,考試合格後,發上崗證書,並嚴格按焊接工藝規定上崗操縱。鋁合金焊接設備采用交流鎢極手工氬弧焊機,在使用前,對焊接設備進行全麵檢查和調試,保證水、氣無漏、無阻,電流穩定及高頻引弧正常,氬氣純度必須不低於99.99%。焊接環境的濕度不超過80% ,並應有防雨、防風措施。   清潔的焊絲和接口是保證焊縫質量的條件。鋁合金焊絲使用前要進行清洗。一般處理過程為:丙酮除油→堿洗→淨水衝洗→中和→烘幹。接口邊沿一般用電動刮刀將接口兩側各20毫米內的氧化膜除往,清理後不得再接觸髒物,並盡可能當天焊完;如隔天焊接再用不鏽鋼刷除往新的氧化膜。   氬弧焊是焊接鋁合金較完善的焊接方法,氬弧焊可利用氬離子的陰極破碎感化,有效地往除熔池表麵的氧化鋁薄膜,焊接時無熔渣,不會產生焊後殘渣對接頭的腐蝕,氬氣流對焊接區域有衝洗、保護感化,使焊接接頭冷卻加快,從而改善了接頭的組織和性能 。   鋁合金管道焊接工藝:(1)引弧時不許可鎢棒與工件接觸引弧,不得在母材或焊縫區直接進行,應將鎢極在引弧板上燃燒熾熱後,再到焊縫處引弧。由於冷的鎢棒極易引發爆破噴屋造成熔池夾鎢,影響焊縫質量;(2)熄弧操縱精確與否直接影響焊縫質量和成型美觀。是以,要求熄弧時應將弧坑填滿,縮小熔池,避免產生縮孔,終點的結合處應焊過20~30毫米;(3)送絲操縱、焊絲的添加和焊槍的運行動作應配合好,焊口表麵尚未達到熔化溫度時,焊絲的末端不應處於電弧區的氬氣保護層內。待熔池加熱到一定的溫度,處於活動狀時,立即將焊絲送進熔池。熔池宜小些 、送絲速度可快些,特別是不加襯圈的焊口。在局部有間隙時,則送絲速度要更快些,連續推送,否則易造成燒穿;(4)在定位焊和開始焊接時,必須保證不燒焦或燒熔不鏽鋼墊環,否則X光檢查通不過。是以在引弧時不得直接指向墊環,應偏向一側或者對準放進焊縫間隙的焊絲。形成熔池後,就可避免墊環燒穿;(5)對於單麵焊的第一遍焊道必須保證焊透,透過均勻。焊工操縱可觀察熔池的大小和塌落情況來判定是否焊透;並在適當時向熔池送進焊絲,然後慢慢移動焊槍,碰到有定位焊的地方,可適當拉長電弧、放慢速度,以保證焊透;(6)鋁的特點導熱快,焊接時需要的熱量較大,一般固定焊口底部的起焊點易產生未焊透的現象。操縱時稍拉長電弧做預熱動作,待熔池加熱到一定溫度後,再加焊絲,後半圈的出發點應蓋過前半圈;出發點20~30毫米長的焊縫終點同樣焊過頭20~30毫米;(7)焊工操縱時應使焊槍、焊絲、焊口三者處於精確的空間位置;(8)搭鐵線應牢固夾在工件上,不得鬆動,引發電弧,擦傷工件表麵。   鋁合金管道焊接完成後,應先進行焊縫質量的外觀檢查:焊縫應與母材表麵油滑過渡,其表麵不得有裂紋、未熔合、氣孔、氧化物、夾渣及過燒等缺陷;焊縫餘高、焊縫咬邊深度、表麵凹陷、角焊縫的焊角高度等均應符合規範要求 。焊縫經過外觀檢查合格後 ,方可進行X光射線探傷。   上鋼三廠1萬立方/小時空分裝配冷箱內約4公裏工藝管道采用的是鋁合金管LF2,該管道施工采用的即本文所述的施工工藝和有關技術。該裝配開車後,各項指標均達到設計要求。1頁