在管殼式換熱器的制造過(guò)程中，不銹鋼換熱管與管板的焊接是一個(gè)重要的步驟。 本文將根據(jù)GB151-1999《管殼式換熱器》的要求，探討不銹鋼換熱管及管板的焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。 希望通過(guò)分析能得出一些有益的結(jié)論，以供焊接工藝操作人員參考。

不銹鋼換熱管與管板之間的有效焊接將為殼管式換熱器的質(zhì)量提供有效保證。 在管殼式換熱器的焊接工藝中，接頭的焊接工藝不限于強(qiáng)度焊和密封焊。 不銹鋼換熱管與管板之間的焊接工作質(zhì)量是保證管殼式換熱器安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，因此必須保證兩者之間的密封和絕對(duì)牢固。 目前202不銹鋼換熱管批發(fā)，有關(guān)部門出臺(tái)了一系列政策規(guī)定，對(duì)焊接工藝進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。 為了更清楚地了解不銹鋼換熱管與管板焊接工藝的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，本文將對(duì)目前的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1 現(xiàn)有評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

由于焊接工作會(huì)直接影響殼管式熱水器的質(zhì)量。 因此，世界各國(guó)都制定了相關(guān)規(guī)定。 管材和管板焊接工藝評(píng)定方法的相關(guān)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)有：GB151-1999附錄B《焊接工藝評(píng)定用模擬管材和管板試件》：NB/-2011附錄D“先按正文工藝鑒定后應(yīng)進(jìn)行管道和管板試件的附加工藝鑒定，或兩者應(yīng)與同一試件一起評(píng)估”； ASME IX《用于焊接工藝評(píng)定的模擬管道和管板試件（QW-193.1）》或《按坡口焊縫或角焊縫的評(píng)定（QW-202.2）》二選一：-8》模擬管道和管材上述評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中除NB/-2011外的《焊接工藝評(píng)定用薄板試件》，其余不銹鋼換熱管及管板焊接工藝評(píng)定僅可參照1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)ASME IX 2007的相關(guān)條款，我國(guó)制定了自己的焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)我國(guó)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，不銹鋼換熱管和管板在接受焊接工藝評(píng)定時(shí)不需要做力學(xué)試驗(yàn)。

NB/-2011的適用范圍是強(qiáng)度焊接接頭。 根據(jù)編制說(shuō)明，該標(biāo)準(zhǔn)的意圖是通過(guò)正文的焊接工藝評(píng)價(jià)來(lái)保證焊縫的力學(xué)性能，進(jìn)而通過(guò)附加評(píng)價(jià)來(lái)保證焊縫的抗剪性能要求。 評(píng)定方法還規(guī)定管材和管板試件可進(jìn)行聯(lián)合評(píng)定。 GB151規(guī)定強(qiáng)度焊接管板接頭有坡口，角焊縫的評(píng)定只適用于非承壓角焊縫。 顯然，綜合評(píng)價(jià)無(wú)法達(dá)到應(yīng)檢測(cè)的力學(xué)性能要求。 此外，在焊接過(guò)程中，許多設(shè)備制造商都采用了管板垂直位置的自動(dòng)脈沖鎢極氬弧焊工藝。 在實(shí)際施工過(guò)程中，通常對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)估，以確保不銹鋼換熱管與管板焊接后接頭的穩(wěn)定性。 接縫的大小會(huì)直接影響其牢固度。 因此，在施工過(guò)程中，只需對(duì)工程試件的焊縫進(jìn)行一定的測(cè)量即可完成試驗(yàn)，無(wú)需進(jìn)行焊接工藝評(píng)定及其附加評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

2 關(guān)于焊縫尺寸

不銹鋼換熱管與管板的焊縫是指焊接后兩者之間的接頭。 焊接工作必須保證焊縫的緊密性和抗拉脫性。 焊縫的有效尺寸會(huì)限制焊縫的拉脫阻力。 焊縫的拉脫阻力將直接影響管殼式換熱器的質(zhì)量。 因此，國(guó)內(nèi)外焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)均將焊縫尺寸試驗(yàn)結(jié)果作為工藝評(píng)定的重要指標(biāo)。

從圖1可以看出，除NB/-2011附錄D只檢驗(yàn)角焊縫尺寸外，其他標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫尺寸的確定均考慮了對(duì)接焊縫，即從焊縫根部計(jì)算. NB/-2011附錄D要求角焊縫厚度不小于管材壁厚的2/3，因此評(píng)價(jià)試件管材的突出長(zhǎng)度不得小于管材壁厚。 GB151強(qiáng)度焊接接頭形式無(wú)此規(guī)定。 我國(guó)不銹鋼換熱管及管板焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)共修訂了3次，每次對(duì)焊縫的檢驗(yàn)尺寸進(jìn)行了變更。 一般情況下，我國(guó)對(duì)焊縫尺寸的要求是按照GB151《管殼式換熱器》的相關(guān)要求確定的。

在GB151中，換熱器焊縫拉脫電阻的計(jì)算必須遵循以下公式：q-oa/TdL，qs[q] 其中L代表焊腿高度。 顯然L包括角焊縫的焊腳長(zhǎng)度和對(duì)接焊縫的焊腳長(zhǎng)度。 因此，為保證焊縫的拉脫強(qiáng)度，評(píng)價(jià)試件的檢驗(yàn)尺寸應(yīng)為焊縫的焊腿高度L。 由于具體施工過(guò)程中的L值通常不同，因此對(duì)試件評(píng)價(jià)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)針對(duì)具體工作作相應(yīng)修改。 施工過(guò)程中應(yīng)滿足式中的L為施工標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)L不滿足公式時(shí)，應(yīng)對(duì)構(gòu)造進(jìn)行一定的改進(jìn)。

3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

如果編制了焊前工藝規(guī)程，則采用管與管板的接頭試件進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。 焊接評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參照ASME IX對(duì)母材和焊接材料、預(yù)熱和層間溫度、焊后熱處理進(jìn)行分類。 作為評(píng)價(jià)細(xì)則的內(nèi)容給出了具體規(guī)定。 此外，由于管子與管板接頭的結(jié)構(gòu)形式、坡口角度、深度等對(duì)是否存在未焊透、未熔合等缺陷均有影響，因此也應(yīng)作為重新評(píng)價(jià)的一個(gè)因素。 .

4 重新評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)

由于不銹鋼換熱管與管板的焊接非常重要，如果焊接工藝評(píng)估出現(xiàn)問(wèn)題，在某些情況下需要重新評(píng)估。 目前，在我國(guó)換熱器的制造過(guò)程中，通常采用強(qiáng)度焊接和張貼的方法。 這種方法具有耐熱、耐腐蝕、堅(jiān)固性強(qiáng)的特點(diǎn)。 根據(jù)GB151-1999《管殼式換熱器》的要求202不銹鋼換熱管批發(fā)，不銹鋼換熱管與管板之間的強(qiáng)度焊縫應(yīng)按其附錄B《不銹鋼換熱管焊接工藝評(píng)定》及管板接頭”評(píng)估。 其中，附錄B《不銹鋼換熱管與管板接頭焊接工藝評(píng)定》規(guī)定，在實(shí)際焊接過(guò)程中，只要存在下列問(wèn)題之一，就需要對(duì)焊接工藝進(jìn)行重新評(píng)定。

(1)不銹鋼換熱管或管板的材質(zhì)編號(hào)發(fā)生變化時(shí)。 (2)當(dāng)不銹鋼換熱管的壁厚不超過(guò)2.5mm，且其直徑或壁厚與評(píng)定管的差值大于15%時(shí)。 (3)改變焊接方法時(shí)。 (4)焊絲或附加填充金屬的公稱橫截面積變化超過(guò)10%。 (5) 當(dāng)填絲改為無(wú)填絲或相反時(shí)。 (6) 除平焊、立焊或仰焊位置評(píng)定適用于平焊位置外，改變合格的焊接位置。 (7) 多道焊改為單道焊時(shí)，反之亦然。 (8)改變保護(hù)氣體種類或混合氣體比例時(shí)。 (9)取消保護(hù)氣體或保護(hù)氣體流量低于評(píng)價(jià)范圍下限10%以上時(shí)。

在以上9種需要重新評(píng)估焊接工藝的情況中，有些是容易接受的，例如材料編號(hào)和焊接方法的改變，但也有一些情況不容易理解。 下面將針對(duì)（2）、（4）幾種情況，作簡(jiǎn)要說(shuō)明。

a 不銹鋼換熱管直徑對(duì)焊接工藝評(píng)定的影響。 不銹鋼換熱管壁厚不超過(guò)2.5mm，其管徑與評(píng)定管徑相差大于15%，需重新評(píng)定。 這里還有一個(gè)更嚴(yán)格的條件。 即附錄B B2.3.1中要求，不銹鋼換熱管壁厚不超過(guò)2.5mm時(shí)！ 考核管與不銹鋼換熱管的管徑差不應(yīng)超過(guò)15%； 當(dāng)不銹鋼換熱管壁厚大于2.5mm時(shí)，考核管壁厚應(yīng)大于2.5mm。 根據(jù)該規(guī)定可知，用于焊接工藝評(píng)價(jià)的管材直徑與產(chǎn)品不銹鋼換熱管（壁厚不超過(guò)2.5mm）的管徑差異小于15% ,還要求制造的換熱器不銹鋼換熱管管徑與評(píng)價(jià)管(壁厚超過(guò)2.5mm)的管徑差異小于15%。 b. 不銹鋼換熱管壁厚對(duì)焊接工藝評(píng)價(jià)的影響當(dāng)不銹鋼換熱管壁厚不超過(guò)2.5mm且其壁厚與評(píng)定管的壁厚差異大于15%時(shí)，需重新評(píng)定。 這里還有一個(gè)限制條件，即附錄B中的B2.3.1要求，當(dāng)不銹鋼換熱管的壁厚超過(guò)2.5mm時(shí)，評(píng)定管與不銹鋼換熱管的壁厚差值管不得超過(guò)15%； 當(dāng)不銹鋼換熱管壁厚大于15%時(shí)，考核管壁厚不得超過(guò)15%。

根據(jù)該規(guī)定，我們可以看出，焊接工藝評(píng)價(jià)中使用的評(píng)價(jià)管與所生產(chǎn)產(chǎn)品的不銹鋼換熱管的壁厚差異小于15%，熱管的不銹鋼換熱管產(chǎn)生的交換器必須小于 15%。 熱管與評(píng)價(jià)管的壁厚差異小于15%。

結(jié)論

從以上討論可以看出，不銹鋼換熱管與管板焊接工藝的評(píng)定需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 在焊接過(guò)程中，施工人員必須遵守相關(guān)規(guī)定，以確保殼管式換熱器的質(zhì)量。