大型中厚板塔器現(xiàn)場組焊應(yīng)用TOFD技術(shù)檢測工法

榮譽表彰

2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部以“建質(zhì)[2009]162號”文件發(fā)布《關(guān)于公布2007-2008年度國家級工法的通知》，《大型中厚板塔器現(xiàn)場組焊應(yīng)用TOFD技術(shù)檢測工法》被評定為2007-2008年度國家一級工法。

超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法適用范圍

《超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法》適用于材料為Cr-Mo珠光體、貝氏體耐熱鋼大直徑壓力容器的整體制造、現(xiàn)場分片組焊；還適用于大直徑壓力容器的整體制造 。

超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法工藝原理

《超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法》是根據(jù)焦炭塔的交貨狀態(tài)、結(jié)構(gòu)及材料特點、工期及技術(shù)質(zhì)量要求、可利用資源，結(jié)合在大型設(shè)備制造方面的經(jīng)驗和優(yōu)勢，優(yōu)化組合而成的新工藝方法，其工藝原理為：

1、錐形連體過渡段的加工是通過進行爐外精煉、鍛壓、熱處理及精確的冷成型（通過改進鍛壓和成型工藝，鍛件的厚度比原來減少15毫米左右，節(jié)省材料，減少加工量），坡口加工后進行組對、焊接和熱處理，再進行機械加工和無損檢測，解決了大型錐體過渡段鍛件的制作難題。

2、該工法是中國國內(nèi)首次使用1.25Cr-0.5Mo-Si 410S/1.25Cr-0.5Mo-Si材料。設(shè)計對材料和焊縫金屬的要求高：其中材料σb在415~585兆帕間（焊縫金屬不大于材料的1.1倍），σ0.2≥241兆帕；-20℃時沖擊值254焦耳；X系數(shù)W15PPm等。通過對板材、鍛件、特別是焊接材料的化學(xué)成分調(diào)整和熱處理的控制，經(jīng)過大量的試驗和復(fù)驗，制定了合理先進的工藝措施，滿足了設(shè)計要求，且低溫沖擊值一般均在100焦耳以上。

3、通過對埋弧焊機的專門設(shè)計和改造，將焊機倚掛在設(shè)備壁板上，筒體上圈筒節(jié)頂部作為焊機行走路徑，并設(shè)計合理的坡口，使用了橫向埋弧自動焊焊接工藝。

4、焊接時采用電加熱方式保證了焊前預(yù)熱溫度、焊接層間溫度和焊后消氫溫度；同時，通過改造加熱器的結(jié)構(gòu)形式（為滿足水平埋弧焊，在預(yù)熱用的加熱器上安裝滾珠軸承），并對塔體進行了剛性外加固，提高塔體剛度，保證塔體表面質(zhì)量，解決了預(yù)熱、消氫處理難題，使用了埋弧自動焊焊接工藝。

5、釆用現(xiàn)場組焊，在裝置外預(yù)制、分段組焊的方法能克服現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境狹窄的制約因素；釆用分段吊裝可選用合理的吊裝能力相對較小的吊車，滿足了因場地狹窄大型吊車無法站位的組焊要求，并對周邊單元施工影響也降到最低，提高吊車利用率，有效降低吊裝成本。

6、在預(yù)制平臺組對時，通過投影檢測的方法，保證了下椎體上口與下口的同心度。設(shè)置多個預(yù)制平臺進行筒節(jié)組對和分段組裝，可以形成流水作業(yè)，提高人員勞動效率和機具使用率。

7、在熱處理方面，利用大型熱處理爐（現(xiàn)場拼裝式的和正式的）在爐內(nèi)進行立式分段整體熱處理和段間環(huán)縫局部熱處理相結(jié)合的方法，以及組焊完畢在基礎(chǔ)上進行整體內(nèi)燃式、外保溫的熱處理方法，解決了大設(shè)備整體熱處理的技術(shù)難題，保證了熱處理質(zhì)量 。

超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法工藝流程

一、加工廠加工工藝

工廠加工工藝流程見下圖：

二、現(xiàn)場組焊工藝

現(xiàn)場組焊分段立式組裝施工工藝流程見下圖：

三、具體工藝順序

根據(jù)吊裝、熱處理、焊接等工裝能力，按排版圖筒體組焊成7~12米段進行爐內(nèi)熱處理，然后進行外加固；封頭單獨成體；錐體段除最下段外，其余組焊成一體后與鍛焊過渡段組焊（B12），然后進行爐內(nèi)熱處理；最下面段與排焦口法蘭（B16）焊接后進行爐內(nèi)熱處理，然后進行法蘭密封面的加工。環(huán)縫先組焊B1縫、接著組對B5、B9縫、最后組焊B11縫，B15縫在立式狀態(tài)下組對焊接。

四、現(xiàn)場組焊分段

現(xiàn)場組焊分段原則：焦炭塔以分片形式運至現(xiàn)場，根據(jù)吊車吊裝能力，在指定區(qū)域組對焊接成三段，即裙座 大錐段 1節(jié)筒體構(gòu)成下段、5節(jié)中間筒體為中段和球封頭 3節(jié)筒體構(gòu)成上段，經(jīng)過二次倒運至吊裝位置進行吊裝，用400噸吊車進行吊裝 。

超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法操作要點

一、鍛件制造工藝要點

錐形過渡段鍛件整體由4份組對拼焊組成，每份長約8米，均厚為245~255毫米，具體如下圖所示：

（改進鍛壓和成型工藝后，有所減薄）各工序工藝要點見下表：

二、組裝工藝要點

1、工廠預(yù)制總體方案

（1）鍛件組對在平整的胎膜上按事先號制的線進行，無需進行加固。

（2）設(shè)計合理的坡口?？v縫坡口外大內(nèi)小，以防止棱角的產(chǎn)生，環(huán)縫坡口應(yīng)適用于橫向埋弧焊工藝；復(fù)合板的坡口復(fù)層開設(shè)5~6毫米的臺階，以防止碳鋼焊材焊至復(fù)層上而產(chǎn)生裂紋；筒節(jié)的組對和筒體的組對應(yīng)在剛性平臺上進行，以防止產(chǎn)生端口不平。

（3）每3~4個筒節(jié)立式組焊成一大段（一般高約8~12米，也可以組對成5~8米段），環(huán)縫釆用橫向埋弧焊進行焊接。環(huán)縫立式組對吊裝采用“十”字平衡梁進行，以防橢圓變形。熱處理前對筒體進行外加固，熱處理后將筒體放倒，利用300噸滾輪架將幾個大段臥式逐一組對焊接環(huán)縫而成整體，并制作埋弧自動焊專用操作平臺架。具體程序根據(jù)焦炭塔制造排版圖。

（4）為保證圓度，外加固圈應(yīng)整體制作并立式將其設(shè)置在筒體上。程序如下：

以加固圈外圈尺寸加焊接收縮量為直徑制作作為加固圈外翼板的筒節(jié)（內(nèi)翼板可分瓣單獨滾制）→自動切割作為加固圈的腹板→腹板與外翼板筒節(jié)組對焊接f用自動切割機切割成單獨加固圈→放置在水平胎具上組焊內(nèi)翼板成整體加固圈→將加固圈套置在塔筒體的指定位置，如下圖所示：

注：分段筒體在熱處理爐內(nèi)立式進行，爐子可以是電加熱也可以是油氣加熱。

（5）焦炭塔組焊分段情況如下圖所示。

2、操作要點

（1）坡口設(shè)計要合理，要防止棱角產(chǎn)生，滿足埋弧焊的需要，而且復(fù)合板坡口須設(shè)置臺階。外加固圈應(yīng)整體制作、整體設(shè)置在筒體上，并用加減絲拉緊后焊接牢固，內(nèi)側(cè)翼板局部（隔一定距離）釆用與殼體相同的材料，以便與殼體進行部分的焊接。

（2）筒體、錐形封頭、橢圓封頭的立縱向焊縫組對焊接應(yīng)在找平后的剛性平臺上進行；環(huán)向焊縫組對、焊接以及整體組對，應(yīng)在找水平后的滾輪架上進行，以保證圓度及端面不平度。環(huán)縫組對時應(yīng)事先測量周長，使錯邊均勻。

（3）塔體整體組對在大型托滾上進行，托滾下面設(shè)置軌道，對托滾應(yīng)找水平和對中，以免塔體轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生偏重和偏心。

（4）為防止殼體失穩(wěn)并避免殼體損傷，與滾輪架滾輪接觸應(yīng)是外加固圈。

（5）工卡具、吊耳、引弧板等須統(tǒng)一設(shè)置，嚴禁強制組對。

（6）成型弧板、筒節(jié)、成段筒體的吊運應(yīng)采用專用平衡梁，以防變形。

3、現(xiàn)場分片組裝方案和要求

3.1、筒節(jié)和筒體組對（見下圖）

（1）筒節(jié)組對在剛性平臺胎具上進行，組裝胎具的基準面必須找平，其水平度允許偏差為1毫米；

（2）在距離組對焊縫兩側(cè)約100毫米范圍處各設(shè)置一塊定位板，在組裝基準圓內(nèi)，設(shè)置組裝胎具，以定位板和組裝胎距為基準，用工卡具使瓣片緊靠定位板和胎具，進行對口間隙和錯邊量的調(diào)整；

（3）組對完成后，在筒圈外測進行必要的防變形加固措施，可采用工廠組焊的外加固方法；

（4）筒體環(huán)縫組焊也應(yīng)在剛性水平平臺上進行，在底圈筒體的上口內(nèi)側(cè)或外側(cè)每隔500毫米設(shè)置一塊定位板，以定位板為基準，相鄰?fù)补?jié)四條方位母線要求必須對正，在對口處每隔500毫米放置間隙片一塊，用調(diào)節(jié)絲杠調(diào)整組對間隙，用卡子、銷子調(diào)整錯邊量，使其沿圓周均勻分布，防止局部超標。

3.2、下段筒體組對，組對流程見下圖：

3.3、錐體組對

（1）錐體組對在鋼平臺上劃出錐體大口組裝基準圓，組裝胎具的基準面必須找平，其水平度允許偏差為1毫米。

（2）以定位板和組裝胎距為基準，用工卡具使瓣片緊靠定位板和胎具，進行對口間隙和錯邊量的調(diào)整，胎具示意圖見下圖：

（3）錐段組對間隙、錯變量等具體允許偏差必須符合設(shè)計文件要求，并要求上下口保持同心，同心圓的檢測方式如下圖：

上圓投影到底板上的圓C1與底板定位圓C2間距相等，所有測量的a的數(shù)據(jù)相等。

（4）錐體環(huán)縫組對時，在底圈筒體的上口外側(cè)每隔500毫米設(shè)置一塊定位板，以定位板為基準，相鄰?fù)补?jié)四條方位母線應(yīng)對正，在對口處每隔500毫米放置間隙片一塊，用調(diào)節(jié)絲杠調(diào)整組對間隙，用卡子、銷子調(diào)整錯邊量，使其沿圓周均勻分布，防止局部超標。

（5）錐體與圓筒筒圈組對要求同上。

3.4、上段組對（上段組對流程圖見下圖：）

（1）球形封頭的組對必須搭設(shè)臨時胎具，其水平度允許偏差為1毫米，球形封頭組對胎具示意如下圖：

（2）以定位板和組裝胎距為基準，用工卡具使瓣片緊靠定位板和胎具，進行對口間隙和錯邊量的調(diào)整。

（3）找正球形封頭整體的錯邊量、對口間隙、下口的周長、圓度等。

（4）球形封頭與圓筒筒圈組對時，根據(jù)球形封頭最大切面的幾何尺寸與相鄰的筒圈A1的幾何尺寸應(yīng)進行相應(yīng)的調(diào)整，具體以球形封頭的尺寸為準。

三、焊接工藝要點

1、工廠制作總體方案

（1）筒體、錐形封頭、橢圓封頭的縱向焊縫焊接釆用立式手工電弧焊，筒節(jié)間的段內(nèi)環(huán)縫釆用橫向埋弧自動焊；筒體間、筒體與錐形封頭、橢圓封頭之間的環(huán)向焊縫，組對成大段采用臥式埋弧自動焊（見下圖：）。

（2）復(fù)合板段的復(fù)層和過渡層采用NiCrFe-3的Ni基焊材，避免使用其他奧氏體焊材而產(chǎn)生與鐵素體膨脹系數(shù)不一致的問題。

2、現(xiàn)場分片組焊總體方案

（1）現(xiàn)場所有縱、環(huán)縫的焊接全部釆用手工電弧焊。

（2）復(fù)合板段的復(fù)層和過渡層釆用NiCrFe-3的Ni基焊材，避免使用其他奧氏體焊材而產(chǎn)生與鐵素體膨脹系數(shù)不一致的問題。

3、工廠制作操作要點

該工法采用低合金耐熱鋼，其焊接的主要特點是易產(chǎn)生冷裂紋、延遲裂紋，因此降低組裝應(yīng)力、改善焊縫成型、進行焊接預(yù)后熱、控制并釆用合理的線能量等是焊接的關(guān)鍵。同時坡口設(shè)計要合理，縱縫要防止棱角的產(chǎn)生，環(huán)縫要適合于橫向埋弧焊。焊接工藝參數(shù)如下表所示（橫向埋弧焊比水平埋弧焊要略小）：

（1）埋弧自動橫焊坡口通常釆用不對稱X形坡口，上面角度稍大，根據(jù)壁板厚度一般取35°，下面開設(shè)小坡口，角度一般取15°，以利于提高焊縫性能并使清渣方便（渣容易自動脫落）、背面清根容易。坡口上口鈍邊留1~2毫米，下口鈍邊留5~6毫米，可有效地防止組對過程中出現(xiàn)錯邊而影響焊接質(zhì)量。典型的埋弧自動橫焊焊接坡口如下圖所示：

埋弧自動橫焊的一個關(guān)鍵工序在于根部打底焊接，為減少焊縫背面清根工作量，一般要求釆取以下措施：

①組對時先在下部筒節(jié)上每隔3米左右點焊一塊與壁板同材質(zhì)厚度為2毫米的小板條，以保證組對間隙均勻保持在1.5毫米左右，定位焊完成后用氧一乙快焰將小板條清除。這樣，根部打底焊接時焊縫背面穿透會較好，背面只要用角向磨光機打磨清根即可，使背面坡口基本保持原樣，以利于另一側(cè)的焊接工作。

②也可以采用以下方法，但小板條采用3毫米厚度，定位焊完成、小板條清除后，在背面焊縫貼上橫向?qū)咏宇^專用陶瓷襯墊，這樣，根部打底焊接能形成單面焊雙面成型，背面只需要局部修正即可進行焊接，省時省序，并能更好地提高焊接質(zhì)量。

③若不釆取上述措施，則焊縫背面需要進行氣刨清根，再進行打磨，直至露出新鮮金屬。由于橫向焊接穿透性較差，氣刨清根工作量大，有時甚至?xí)俚煤苌?，焊接之前需要用手工電弧焊進行補焊找齊。這樣，雖然焊前工作量少了，但背面焊接前工作量增加，而且焊接質(zhì)量還不容易保證。因此，宜采用上述兩種措施。

（2）定位焊前釆用火焰預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200~250°C，要求定位焊焊縫每段長度不小于150毫米，厚度12~16毫米，間距440~500毫米。

（3）每條縱向焊縫內(nèi)外第一、二遍釆用自上而下分段退步焊，其余各遍自下而上一次焊完。

（4）焊前及焊接過程中，焊縫表面溫度應(yīng)預(yù)熱溫度及層間溫度嚴格控制在150~250°C之間。

（5）定位焊及臨時工卡具、吊耳的焊接應(yīng)釆用和主體相同的焊接工藝及焊材，去除打磨后應(yīng)進行表面檢査。

（6）雨、雪天、相對濕度大于85%、風(fēng)速大于10米/秒等焊接環(huán)境下，未釆取保護措施不得焊接。X寸接焊縫及角焊縫表面不得有咬邊。RT、UT、MT檢驗須在焊接完24小時后進行。

4、現(xiàn)場分片組焊操作要點

（1）焦炭塔所用的焊接工藝評定，須經(jīng)特檢中心、業(yè)主等相關(guān)單位審批。焊接方法按照設(shè)計文件要求選用采用焊條電弧焊和氣弧焊。

（2）焊縫坡口及組對形式

①焦炭塔環(huán)焊縫焊接形式見下圖：

②焦炭塔縱焊縫焊接形式見下圖：

③焦炭塔裙座與下椎體焊縫形式見下圖：

（3）焊接主要技術(shù)參數(shù)：

①鉻鉬鋼焊接工藝參數(shù)按照下表執(zhí)行：

②復(fù)合鋼焊接工藝參數(shù)按照下表執(zhí)行：

③鉻鉬鋼和復(fù)合鋼焊接工藝參數(shù)按照下表執(zhí)行：

四、防變形操作要點

1、大直徑筒節(jié)無法進行校圓，因此縱縫的棱角應(yīng)從坡口設(shè)計、滾弧及焊接程序和方法上加以控制。坡口釆用不對稱X形坡口，滾弧時板端形成4~5毫米的負棱角如圖5.2.4-1所示（復(fù)合板的縱縫要達到6~7毫米）。焊接時，進行分段退步焊，焊接過程中根據(jù)變形情況及時調(diào)整焊接順序，過渡層及復(fù)層焊接要實施多道焊，不得擺動焊，以減少內(nèi)應(yīng)力控制變形。

2、由于殼體直徑大，壁厚相對較?。é?800x28 3~42），放置在滾輪上會發(fā)生癟殼失穩(wěn)，因此在殼體熱處理后安放上滾輪上之前，在殼體與滾輪接觸部位置的殼體外側(cè)設(shè)置有足夠剛度的“口”形支撐，（同時軌道和托滾要求找正）如下圖所示：

3、環(huán)縫焊接接頭局部熱處理時，支撐點應(yīng)設(shè)置均勻合理，盡量使被處理接頭不處于受力狀態(tài)；同時加熱器每串聯(lián)組應(yīng)設(shè)置一熱電偶，以防過燒而變形。

4、熱處理爐內(nèi)設(shè)置8個水平的活動支撐座，并設(shè)置好加固。

5、為保證排焦口的密封效果，所有錐段的端口圓度應(yīng)合適。法蘭應(yīng)先與錐體的一段焊接，單獨整體熱處理后進行法蘭密封面加工，然后與錐體進行無應(yīng)力組對。焊接采用氯弧焊打底，4個焊工同時同向?qū)ΨQ進行焊接，如下圖：

五、防止裂紋操作要點

1、控制下料尺寸誤差，保證滾弧質(zhì)量，組對時減少錯口，吊裝時使用“十”字平衡梁，避免強力組對，減少組裝應(yīng)力。

2、焊前預(yù)熱及消氫

組對及工卡具的焊接應(yīng)采用氧-乙炔焰按規(guī)定溫度進行預(yù)、后熱，以避免表面硬而產(chǎn)生表面裂紋；

焊前進行150~200°C的預(yù)熱，層間溫度控制在150~250°C之間，以降低殘余應(yīng)力、提高焊接接頭的強度，避免延遲裂紋的產(chǎn)生；焊后立即進行2小時350~400°C的消氫處理，利于氫的溢出、提高改善焊縫金屬的抗裂性能，避免延遲裂紋的產(chǎn)生。

3、復(fù)層刨邊時不得將復(fù)層材料殘留基層上，基層焊接時不得將復(fù)層材料融入焊池或焊到復(fù)層上，以免產(chǎn)生馬氏體組織而產(chǎn)生裂紋，焊后應(yīng)仔細檢查，尤其是橫向埋弧焊，有懷疑時應(yīng)用CuSO₄溶液檢驗并徹底打磨清除。

4、焊接時選用合理的線能量，既要降低焊接拘束應(yīng)力和焊接接頭的硬度，又要防止熱影響區(qū)晶粒粗大、焊接接頭沖擊韌性降低，避免產(chǎn)生延遲裂紋。

六、預(yù)熱和焊后消氫操作要點

預(yù)熱和焊后消氫至關(guān)重要且是一大技術(shù)難題，稍有不慎即產(chǎn)生延遲裂紋。焊前將磁鐵加熱器緊緊地固定在焊接工作面的背面，焊接完成后在加熱器的另一側(cè)設(shè)一層硅酸鋁纖維（用磁鐵的扁鋼固定）或也設(shè)置加熱器，將溫度升到350~400℃進行消氫。手工電弧焊及橫向埋弧自動焊焊接時，加熱器設(shè)置在焊縫的另一側(cè)；水平埋弧自動焊內(nèi)側(cè)焊接時，在原熱器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將兩根4~6毫米厚的端頭（原磁鐵部位）各固定一只滾珠軸承。各加熱器用2毫米扁鐵緊密串接緊貼殼體，分成上下兩半分別固定在自動焊框架上，并要求滾珠軸承與殼體接觸。當(dāng)殼體轉(zhuǎn)動時通過軸承傳遞，使加熱器處于相對位置而不轉(zhuǎn)動，從而達到預(yù)熱的目的。焊接完成后在加熱器的另一側(cè)設(shè)一層硅酸鋁纖維，將溫度升到350~400℃進行消氫。預(yù)熱、焊后消氫用加熱器如圖所示。

七、熱處理操作要點

1、工廠預(yù)制熱處理操作要點

將在立式狀態(tài)下組焊完畢的大段進行爐內(nèi)整體熱處理，大段與大段組對而成的環(huán)縫釆用局部熱處理。熱處理恒溫溫度：（690±15）℃。恒溫時間90~120分鐘。

（1）整體熱處理

每大段的熱處理在爐內(nèi)立式進行。爐內(nèi)設(shè)8個平衡滑塊式支座，使熱處理件的下端口處于水平位置并防止變形，在大段兩側(cè)端口附近外側(cè)進行周向加固，以保證熱處理后的整體圓度。測溫?zé)犭娕紤?yīng)固定在工件上，每次處理的熱電偶數(shù)量不少于8個，以保證工件均勻受熱。

（2）局部熱處理

將履帶式紅外線加熱器緊密串聯(lián)（每3片為一組），每組設(shè)一熱電偶，并用8號鐵絲捆扎在被處理的外側(cè)，內(nèi)外進行保溫，保溫寬度不小于1.8米、厚度不小于0.06米，用DWK-36電腦溫控儀進行控溫。

2、現(xiàn)場組焊熱處理操作要點

（1）熱處理方法

采用燃油法進行熱處理以焦炭塔內(nèi)部為爐膛，選用0號輕柴油（隨氣溫選用標號）為燃料，焦炭塔外部用保溫材料進行絕熱保溫，通過鼓風(fēng)機送風(fēng)和噴嘴將燃料油噴入并霧化，由電子點火器點燃，隨著燃油不斷燃燒產(chǎn)生的高溫氣流在塔體內(nèi)壁對流傳導(dǎo)和火焰熱輻射作用，使塔體升溫到熱處理所需的溫度。

（2）熱處理工藝流程，見下圖：

（3）熱處理工藝參數(shù)

恒溫溫度：690°C±14°C；恒溫時間：2小時；升溫速度：50~80°C/小時（≤400°C時可不予控制）；降溫速度：50~80°C/小時（≤400°C時可不予控制）；恒溫時的最大溫差：≤28°C：升溫時的最大溫差：≤100°C；降溫時的最大溫差：≤120°C。

（4）熱處理工藝系統(tǒng)控制

熱處理系統(tǒng)由燃油、供油、溫度測量、形態(tài)測量和排煙系統(tǒng)組成。

①燃油系統(tǒng)

釆用燃燒器與焦炭塔底部的管口法蘭，通過過渡法蘭相對接，用一套微機系統(tǒng)對熱處理過程進行智能化控制，以滿足工藝要求，燃料采用0號柴油（按氣溫選標號）通過油泵送油，由電磁閥控制經(jīng)噴嘴后噴出，霧化的燃燒油，由電子點火器自動點燃柴油進行燃燒。燃燒器上的鼓風(fēng)機風(fēng)量按預(yù)先設(shè)定的風(fēng)油比助燃。

②供油系統(tǒng)

根據(jù)熱工計算，本次焦炭塔熱處理最大耗油量為1164升/小時，單臺熱處理耗油量W8噸，儲油罐一次裝油量應(yīng)保證塔體熱處理全周期所需油量的1.5倍。

③溫度測量控制系統(tǒng)

溫度測量監(jiān)控系統(tǒng)由熱電偶，補償導(dǎo)線和一套PC-WK型集散控制系統(tǒng)對溫度進行智能化測量和控制。

④測溫點布置

按照《鋼制壓力容器焊接工藝評定》JB/T4708-2000、美國ASME的有關(guān)技術(shù)標準的要求，本次熱處理在塔體上共設(shè)測溫點63個，每塊焊接試板各設(shè)置一個熱電偶。其中封頭上布置15個、筒體上布置36個、錐體布置12個。

⑤熱電偶安裝

采用儲能式熱電偶點焊機將熱電偶牢固地點焊在塔體壁板，煙道氣和試板應(yīng)單獨另設(shè)熱電偶。試板和接管按規(guī)范都布置熱電偶，在熱處理過程中往往因外力和操作不慎碰斷電偶，又因高溫期間無法補焊和修復(fù)，因此對試板、接管等關(guān)鍵部分釆用雙熱電偶以備發(fā)生故障及時替代更換，在每段多布置1至2點作為備份。補償導(dǎo)線應(yīng)妥善固定，以防燒毀。各熱電偶型號均為K型操銘一鐐硅，補償導(dǎo)線采用K型雙芯線。

⑥溫度監(jiān)測

溫度監(jiān)測配置兩套系統(tǒng)，一套是EH100-24長圖自動平衡記錄儀2臺，共可記錄48個測溫點，另一套是微機集散型溫度監(jiān)控系統(tǒng)，3秒掃描一個測溫點巡回檢測各測溫點的溫度，并與設(shè)置的熱處理工藝曲線進行比較對照，從而向燃燒器給出具體燃油控制量，同時按工藝每30分鐘打印1份各點溫度的報表。

3、硬度檢測

硬度測試在整體熱處理后，對所有焊縫進行硬度測試（包括母材、焊縫金屬和熱影響區(qū)）。硬度值≤225HB 。

中國石化集團寧波工程有限公司和中國石化集團第五建設(shè)公司采用《超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法》，在青島大煉油工程、惠州大煉油工程、印度愛莎焦炭塔項目、新疆塔河延遲焦化裝置、廣州石化140萬噸/年延遲焦化等焦炭塔的制造組焊中，首次采用鍛焊的連體錐形封頭過渡段結(jié)構(gòu)，鍛焊過渡段最厚處達120毫米，證明了該工法的合理性和先進性。

青島大煉油/惠州大煉油延遲焦化裝置8臺焦炭塔的性能參數(shù)見下表：

《超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法》有如下特點：

1、中國石化集團寧波工程有限公司和中國石化集團第五建設(shè)公司使用該工法制造的青島大煉油焦炭塔（Dg9400x39440）、中海油惠州大煉油焦炭塔（Dg9800x36600）、新疆塔河焦炭塔（Dg9000x38626），屬于巨大直徑的焦炭塔，而1.25Cr-0.5Mo-Si 410S/1.25Cr-0.5Mo-Si材料又在中國國內(nèi)首次應(yīng)用于焦炭塔。1.25Cr-0.5Mo-Si相比15CrMoR強度降低而韌性提高，從而提高設(shè)備的疲勞壽命，同時釆用復(fù)合板提高了設(shè)備的耐腐蝕性能，但焊接時更容易產(chǎn)生延遲裂紋，同時如果坡口加工和焊接不當(dāng)容易形成馬氏體組織而產(chǎn)生裂紋。

2、該工法在工廠組焊時采用將塔體采用立式組裝成大段（10米左右）、臥式組裝成整體的組裝工藝；環(huán)縫焊接釆用自行新開發(fā)的立式橫向埋弧焊工藝和臥式埋弧自動焊工藝相結(jié)合；熱處理采用了分段整體爐內(nèi)熱處理及環(huán)縫局部電加熱熱處理工藝。

3、該工法鍛焊過渡段分4段（與原工法相比，直徑增大分段減少）進行爐外精煉、鍛壓、熱處理及壓彎（冷彎），坡口加工后進行組對焊接和熱處理，再進行機械加工和無損檢測。

4、該工法對于大直徑筒體進行臥式埋弧自動焊并進行良好的預(yù)后熱困難，加之1.25Cr-0.5Mo-Si 410S/1.25Cr-0.5Mo-Si焊接時若工藝操作不當(dāng)易產(chǎn)生冷裂紋或延遲裂紋和馬氏體組織。該工法在原工法的基礎(chǔ)上，釆用剛性外加固圈取代原來的內(nèi)圈工字鋼加米字形加固，減少了對設(shè)備本身的損傷。并對加熱器進行改造，適合殼體轉(zhuǎn)動時的預(yù)熱，解決了殼體剛度不足、避免了轉(zhuǎn)動時的冷作硬化及埋孤焊接時的預(yù)后熱難題。

5、該工法在現(xiàn)場分片組焊時，為防止筒節(jié)變形釆用立式組對，組對在水平剛性平臺上進行，并采取合理加固措施，控制了筒節(jié)和筒體的橢圓度、端面不平度、棱角等，保證了組焊質(zhì)量。

6、該工法分段立式組焊在預(yù)制場內(nèi)形成流水作業(yè)，充分提高了機具的周轉(zhuǎn)率、人員的勞動效率，大幅降低施工成本；而且分段吊裝可使用吊裝能力較低的起重設(shè)備，降低機械使用成本。

7、該工法舍棄了以往在裝置焦池內(nèi)進行組對吊裝的組焊方法，改在裝置外單獨設(shè)置立式分段組對的預(yù)制場地，并在焦炭塔框架與焦化爐中間站位吊車進行分段吊裝，減少了由于焦炭塔組焊對其他部位施工帶來的工期、安全等不利影響 。