锅炉四角燃烧,螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷套制造工艺

摘要

本发明涉及一种锅炉四角燃烧，螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷套制造工艺，其特征在于，将产品分成小模块进行组装，待模块焊接完成后组装成整体，这样有利于控制产品的整体和局部的各尺寸，在焊接工艺方面，对装嵌的扁钢设置0.2～0.3mm的焊接收缩余量，钢板的装焊减小焊接间隙，焊接采用气体保护焊，在小模块水冷套的制造中确定合理的焊接收缩中心，保证燃烧器开孔的尺寸要求。小模块的水冷套组装焊接完成后组合成整体的水冷套，这样可在制造过程中，逐步控制产品各部的焊接收缩、焊接变形，本发明的优点是能解决由于大量的不规则焊接引起的焊接收缩，控制焊接变形，确保产品的各部尺寸满足图纸的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种锅炉四角燃烧，螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷套制造工艺，属于锅炉技术领域。

背景技术

近年来申请人引进美国ALSTOM的技术设计制造的超临界锅炉中采用四角燃烧，螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷壁结构，对该类型水冷套制造，目前，在国内没有制造先例，而美国ALSTOM提供的技术不全。

超临界锅炉四角燃烧，螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷套，外形尺寸：高13734mm、宽1900mm，由252根不同的弯管组成，并焊接组装大量的附件，与燃烧器组装出厂，在制造中，关键技术问题是如何解决由于大量的密集焊接引起的焊接收缩、焊接变形，校正、组装方法，确保产品的各部尺寸满足图纸的要求。在以往制造类似水冷套产品时，常采用将产品进行整体组装，在焊接上采用手工电弧焊，这样制造的产品往往会产生外形尺寸、开孔尺寸控制困难，收缩余量难以控制，校正困难，产品的各部尺寸难以达到图纸的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种锅炉四角燃烧，螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷套制造工艺，以解决由于大量的不规则焊接引起的焊接收缩、控制焊接变形，确保产品的各部尺寸满足图纸的要求。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种锅炉四角燃烧，螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷套制造工艺，其特征在于，

将产品分成小模块进行组装，从小模块控制产品的尺寸，确保产品最终组装的

尺寸满足图纸的要求，其方法为：

一.小模块的焊接

步骤1.将2个装配架合成一组，框架二侧面尺寸h公差为±1mm，定位面上机床加工后的平行度为±1mm，相邻二框架的对角线H公差为±1.5mm；

步骤2.将水冷套左、右两端的斜面管子15根先分别在装配架上进行组装，用梳形定位板在弯管中间直段及管子端部夹持定位，控制管间节距为13mm-40mm；在每两根管子之间中心位置装嵌扁钢，然后用小车式的气体保护焊进行管子与扁钢的点焊，点焊的距离为150mm-250mm，宽度放余量0.2～0.3mm；

步骤3.去除装配架和梳形定位板，采用小车式的气体保护焊对每两根弯管进行正反面交叉拼焊，焊成管排；

步骤4.将组装的水冷套上、下两端的斜面管排从装配架卸下后进行100％磁粉探伤；

步骤5.将探伤过的水冷套左、右两端的斜面管排再装上装配架，对水冷套左、右两端管子弯曲部分采用步骤2、3焊上钢板，组成小模块，小模块宽度尺寸要求比图纸尺寸大3mm～5mm；

步骤6.将至少15根弯管在装配架上就位组成水冷套中间管排，用梳形定位板在弯管中间直段及管子端部夹持定位，控制管间节距为13mm-40mm；在每两根管子之间中心位置装嵌扁钢，然后用小车式的气体保护焊进行管子与扁钢的点焊，点焊的距离为150mm-250mm，宽度放余量0.2～0.3mm；

步骤7.采用步骤3-5组装成水冷套中间小模块；

步骤8.重复步骤6-7焊成一块块小模块；

二.模块拼焊

步骤9.在装配平台上划出水冷套的基准线、开孔位置线、长度、宽度尺寸线，并装焊定位靠山。水冷套长度尺寸考虑到焊接法兰板等附件的焊接收缩需放余量，收缩余量是以水冷套的中心为基准向两端各放3～5mm；

步骤10.将水冷套中间各小模块在装配平台上拼装，拼装时从中心小模块向两侧左一块右一块采用小车式的气体保护焊，采用步骤2、步骤3焊接；

步骤11.最后在两端采用小车式的气体保护焊，采用步骤2、步骤3对水冷套左、右两端小模块进行拼焊，并装焊与燃烧器连接的法兰；

步骤12.将组装的水冷套从装配架卸下后进行100％磁粉探伤；

步骤13.对水冷套采用整体热处理，温度为730℃-780℃，热处理前开孔处装焊支撑，防止热处理时的变形；

步骤14.热处理后校正各部尺寸，校正管子端部尺寸，热校正时注意控制加热温度≤790℃；

本发明采用将产品拆分模块进行，待模块焊接完成后组装成整体，这样有利于控制产品的整体和局部的各尺寸，在焊接工艺方面，对装嵌的扁钢设置0.2～0.3mm的焊接收缩余量，钢板的装焊减小焊接间隙，焊接采用气体保护焊，在小模块水冷套的制造中确定合理的焊接收缩中心，保证燃烧器开孔的尺寸要求。小模块的水冷套组装焊接完成后组合成整体的水冷套，这样可在制造过程中，逐步控制产品各部的焊接收缩、焊接变形，而采用气体保护焊又减少了焊接变形，采用该制造技术，产品的整体质量、各部的尺寸能够得到保证。

本发明的优点是能解决由于大量的不规则焊接引起的焊接收缩，控制焊接变形，确保产品的各部尺寸满足图纸的要求。

附图说明

图1、2为装配架结构示意图；

图3、4为燃烧器区水冷壁结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

超临界锅炉四角燃烧，螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷套，外形尺寸：高13734mm、宽1900mm，由252根不同的弯管组成，

如图1、2所示，为装配架结构示意图，所述的装配架8由框架1和底架4组成，框架1垂直设于底架4上，装配架按产品的总长度进行合理分组，一般装配架的长度为2～3m。

在制造过程中，本发明控制每根弯管的尺寸，确保252根不同弯管的正确性，考虑到扁钢的焊接收缩，管子的长度焊接收缩余量为3～4mm，管子两端直管处各放余量50mm，在具体的操作过程中，本发明采用左右弯管机进行管子的弯制，弯后对每根管子按平台样对样校正，校正采用外力校正和热校正相结合，热校正时严格控制加热温度、加热的均匀性，严禁超温，热校正后采用自然冷却，不允许采用水等其他介质来快速冷却，管子弯制后进行通球检验，确保每根弯管的制造质量，这些工艺在以前制造弯管时采用，为成熟工艺。

在焊接工艺方面：所有的焊接根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》要求编制焊接工艺说明书(WPS)和焊接工艺评定(PQR)的文件必须完全与要求的规范相符，扁钢与管子的焊接要求按制造标准考核。

组装焊接中的所有焊接预热温度为≥10℃。焊后进行目视检查。对拼焊扁钢、密封钢板设置焊接收缩量0.3mm，采用气体保护焊焊接，这些方法的采用可控制焊接收缩，减少焊接变形。小车式的气体保护焊或手工焊焊机均为外购。

如图3、4所示，为燃烧器区水冷壁结构示意图，一种锅炉四角燃烧，螺旋上升水冷壁燃烧器区水冷套制造工艺的方法为：

一.小模块的焊接

步骤1.将2个装配架8合成一组，框架二侧面尺寸公差h为±1mm，定位面上机床加工后的平行度为±1mm，相邻二框架的对角线公差H为±1.5mm；

步骤2.将15根水冷套左、右两端的斜面管子6先分别在装配架8上进行组装，用梳形定位板3在弯管2中间直段及管子端部夹持定位，控制管间节距为34mm；在每两根管子6之间中心位置装嵌扁钢5，然后用小车式的气体保护焊进行管子6与扁钢5的点焊，点焊的距离为150mm-250mm，宽度放余量0.2～0.3mm；

步骤3.去除装配架8和梳形定位板3，采用小车式的气体保护焊对每两根弯管2进行正反面交叉拼焊，焊成管排；

步骤4.将组装的水冷套上、下两端的斜面管排从装配架8卸下后进行100％磁粉探伤；

步骤5.将探伤过的水冷套左、右两端的斜面管排再装上装配架8，对水冷套左、右两端管子6弯曲部分采用步骤2、3焊上钢板4，组成小模块，小模块宽度尺寸要求比图纸尺寸大3mm～5mm；

步骤6.将25根弯管2在装配架8上就位组成水冷套中间管排，用梳形定位板3在弯管2中间直段及管子端部夹持定位，控制管间节距为13mm-40mm；

在每两根管子2之间中心位置装嵌扁钢5，然后用小车式的气体保护焊进行管子2与扁钢5的点焊，点焊的距离为150mm-250mm，宽度放余量0.2～0.3mm；

步骤7.采用步骤3-5组装成水冷套中间小模块；

步骤8.重复步骤6-7焊成一块块小模块；

二.模块拼焊

步骤9.在装配平台上划出水冷套的基准线、开孔位置线、长度、宽度尺寸线，并装焊定位靠山。水冷套长度尺寸考虑到焊接法兰板等附件的焊接收缩需放余量，收缩余量是以水冷套的中心为基准向两端各放3～5mm；

步骤10.将水冷套中间各小模块在装配平台上拼装，拼装时从中心小模块向两侧左一块右一块采用小车式的气体保护焊，采用步骤2、步骤3焊接；

步骤11.最后在两端采用小车式的气体保护焊，采用步骤2、步骤3对水冷套左、右两端小模块进行拼焊，并装焊与燃烧器连接的法兰9；

步骤12.将组装的水冷套从装配架8卸下后进行100％磁粉探伤；

步骤13.对水冷套采用整体热处理，温度为750℃，热处理前开孔处装焊支撑，防止热处理时的变形；

步骤14.热处理后校正各部尺寸，校正管子端部尺寸，热校正时注意控制加热温度≤790℃；

步骤15.清理并修磨焊缝，管内通球清理，材料及焊缝进行光谱检查。

步骤16.管子水压试验检查；

步骤17.按图划管端余量线，去除管端余量并加工管子坡口；

步骤18.最终尺寸检查并记录；

步骤19.水冷套油漆后进行燃烧器组装。燃烧器与水冷套采用螺栓连接，组装后出厂。