在管殼式換熱器的制造過程中，不銹鋼換熱管與管板的焊接是一個重要的步驟。 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定標(biāo)準(zhǔn)。 希望通過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)定運行的關(guān)鍵，因此必須保證兩者之間的密封和絕對牢固。 目前202不銹鋼換熱管批發(fā)，有關(guān)部門出臺了一系列政策規(guī)定，對焊接工藝進(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定標(biāo)準(zhǔn)，本文將對目前的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡要分析。

1 現(xiàn)有評價標(biāo)準(zhǔn)

由于焊接工作會直接影響殼管式熱水器的質(zhì)量。 因此，世界各國都制定了相關(guān)規(guī)定。 管材和管板焊接工藝評定方法的相關(guān)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)有：GB151-1999附錄B《焊接工藝評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)與同一試件一起評估”； ASME IX《用于焊接工藝評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定（QW-202.2）》二選一：-8》模擬管道和管材上述評定標(biāo)準(zhǔn)中除NB/-2011外的《焊接工藝評定用薄板試件》，其余不銹鋼換熱管及管板焊接工藝評定僅可參照1個標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)ASME IX 2007的相關(guān)條款，我國制定了自己的焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)我國的評定標(biāo)準(zhǔn)，不銹鋼換熱管和管板在接受焊接工藝評定時不需要做力學(xué)試驗。

NB/-2011的適用范圍是強度焊接接頭。 根據(jù)編制說明，該標(biāo)準(zhǔn)的意圖是通過正文的焊接工藝評價來保證焊縫的力學(xué)性能，進(jìn)而通過附加評價來保證焊縫的抗剪性能要求。 評定方法還規(guī)定管材和管板試件可進(jìn)行聯(lián)合評定。 GB151規(guī)定強度焊接管板接頭有坡口，角焊縫的評定只適用于非承壓角焊縫。 顯然，綜合評價無法達(dá)到應(yīng)檢測的力學(xué)性能要求。 此外，在焊接過程中，許多設(shè)備制造商都采用了管板垂直位置的自動脈沖鎢極氬弧焊工藝。 在實際施工過程中，通常對焊接工藝進(jìn)行評估，以確保不銹鋼換熱管與管板焊接后接頭的穩(wěn)定性。 接縫的大小會直接影響其牢固度。 因此，在施工過程中，只需對工程試件的焊縫進(jìn)行一定的測量即可完成試驗，無需進(jìn)行焊接工藝評定及其附加評定標(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，國內(nèi)外焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)均將焊縫尺寸試驗結(jié)果作為工藝評定的重要指標(biāo)。

從圖1可以看出，除NB/-2011附錄D只檢驗角焊縫尺寸外，其他標(biāo)準(zhǔn)對焊縫尺寸的確定均考慮了對接焊縫，即從焊縫根部計算. NB/-2011附錄D要求角焊縫厚度不小于管材壁厚的2/3，因此評價試件管材的突出長度不得小于管材壁厚。 GB151強度焊接接頭形式無此規(guī)定。 我國不銹鋼換熱管及管板焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)共修訂了3次，每次對焊縫的檢驗尺寸進(jìn)行了變更。 一般情況下，我國對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度和對接焊縫的焊腳長度。 因此，為保證焊縫的拉脫強度，評價試件的檢驗尺寸應(yīng)為焊縫的焊腿高度L。 由于具體施工過程中的L值通常不同，因此對試件評價的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)針對具體工作作相應(yīng)修改。 施工過程中應(yīng)滿足式中的L為施工標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)L不滿足公式時，應(yīng)對構(gòu)造進(jìn)行一定的改進(jìn)。

3 評價標(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)行焊接工藝評定試驗。 焊接評定標(biāo)準(zhǔn)參照ASME IX對母材和焊接材料、預(yù)熱和層間溫度、焊后熱處理進(jìn)行分類。 作為評價細(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)作為重新評價的一個因素。 .

4 重新評估的標(biāo)準(zhǔn)

由于不銹鋼換熱管與管板的焊接非常重要，如果焊接工藝評估出現(xiàn)問題，在某些情況下需要重新評估。 目前，在我國換熱器的制造過程中，通常采用強度焊接和張貼的方法。 這種方法具有耐熱、耐腐蝕、堅固性強的特點。 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度焊縫應(yīng)按其附錄B《不銹鋼換熱管焊接工藝評定》及管板接頭”評估。 其中，附錄B《不銹鋼換熱管與管板接頭焊接工藝評定》規(guī)定，在實際焊接過程中，只要存在下列問題之一，就需要對焊接工藝進(jìn)行重新評定。

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

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

a 不銹鋼換熱管直徑對焊接工藝評定的影響。 不銹鋼換熱管壁厚不超過2.5mm，其管徑與評定管徑相差大于15%，需重新評定。 這里還有一個更嚴(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2.5mm時！ 考核管與不銹鋼換熱管的管徑差不應(yīng)超過15%； 當(dāng)不銹鋼換熱管壁厚大于2.5mm時，考核管壁厚應(yīng)大于2.5mm。 根據(jù)該規(guī)定可知，用于焊接工藝評價的管材直徑與產(chǎn)品不銹鋼換熱管（壁厚不超過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價管(壁厚超過2.5mm)的管徑差異小于15%。 b. 不銹鋼換熱管壁厚對焊接工藝評價的影響當(dāng)不銹鋼換熱管壁厚不超過2.5mm且其壁厚與評定管的壁厚差異大于15%時，需重新評定。 這里還有一個限制條件，即附錄B中的B2.3.1要求，當(dāng)不銹鋼換熱管的壁厚超過2.5mm時，評定管與不銹鋼換熱管的壁厚差值管不得超過15%； 當(dāng)不銹鋼換熱管壁厚大于15%時，考核管壁厚不得超過15%。

根據(jù)該規(guī)定，我們可以看出，焊接工藝評價中使用的評價管與所生產(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%。 熱管與評價管的壁厚差異小于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定需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 在焊接過程中，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。