生物质发电锅炉汽包的制造和质量控制课件.pptx
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1、汽包又称锅筒,作为锅炉的心脏,其作用是进行汽水分离,保证正常的水循环,除去盐分,获得良好的蒸汽品质,负荷变化时起蓄热和蓄水作用,在整个锅炉制造工艺中,占有十分重要的地位。超临界锅炉和超超临界锅炉,由于没有明显的汽水分界面,超临界锅炉和超超临界锅炉中没有汽包,而在锅炉前部上方布置汽水分离器,在锅炉启动时代替汽包的功能 汽包的功能生物锅炉汽包生物锅炉汽包的材料、厚度、长度、重量48T灰黄色DIWA33560981021862.2130T灰色 P353GH100 1419463024.9130T黄色 DIWA335801701759387.6130T黄色 P355GH1001703773935.5制
2、造和检验的三按原则按图纸、按标准、按工艺1、按图纸 按图纸上的结构,尺寸,材料制造,图纸上的制造和验收标准,图纸上规定特殊制造和检验要求,例如:公差要求,2、按标准按图纸上规定的制造和验收标准进行制造和检验、验收;按合同技术协议中的规定进行制造和检验、验收*一些部件没有专门的制造检验标准,在合同的技术协议中必须明确制造和检验要求,否则无法验收。国内汽包制造和检验主要标准1、蒸汽锅炉安全技术监察规程2、JB/T 1609锅炉锅筒制造技术条件3、JB/T 1613-93锅炉受压元件焊接技术4、JB/T 1612-94锅炉水压试验技术条件5、JBT 4730-2005 承压设备无损检测欧洲标准 EN
3、EN 12952水管锅炉及其辅机安装共15部分EN 12952-2:2001 水管锅炉及附属设备 第2部分:锅炉及附属设备的压力部件用材料 EN 12952-3:2001水管锅炉及其辅机安装第3部分:压.力部件设计和计算EN 12952-5:2001水管锅炉及其辅机安装第5部分:锅炉压力部件的工艺和制造EN 12952-15:2003 水管锅炉及附属设备 第15部分:验收试验3、按工艺按制造工艺文件和检验工艺文件进行制造和检验、验收工艺是指制造和检验的工艺文件,例如工艺流程、工艺规程(焊接工艺、热处理工艺,冷热成型工艺、各种检验规程-VT、RT、UT、MT和PT等)汽包的主要部件1、封头(人孔
4、装置)加强圈2、筒体-由6-7个筒节组成3、下降管接头2个4、汽水引出管接头-28个5、蒸汽引出管-6个6、其它接管和附件若干给水管、安全阀接管、连续排污管、水位表接管、平衡容器接管、紧急放水管、起吊耳板和外部附件等7、内部装置汽包外形图生物锅炉汽包板材料2、13MnNiMo54(DIWA353BHW35),DIN17155锅炉钢板交货技术条件3、15NiCuMoNb5-6-4(WB36)EN 10028-2,压力用途用钢板 第2部分 具有高温特性的非合金和合金钢1、P355GH(19Mn6),EN 10028-2,压力用途用钢板 第2部分 具有高温特性的非合金和合金钢汽包板材EN标准钢的牌号
5、和命标准钢的牌号和命名名(EN 10027-1:2005钢的钢的命名系统命名系统.第第1部分简称部分简称.主要符主要符号)号)按照钢的用途和力学或物理性按照钢的用途和力学或物理性能命名的钢能命名的钢 结构钢 例如:S 355 J 2 G31、基本符号:S=结构钢 2、最小屈服强度值:355 N/mm 3、平均冲击值 J =minimum 27 J K=minimum 40 J L=minimum 60 J3、冲击试验温度R=room temp.(+20C)0=0C(=273K)2=-20C3=-30C4=-40C5=-50C6=-60C 脱氧程度G1=FU 沸腾钢G2=FN 半镇静钢G3、G4
6、=FF 完全镇静钢压力容器钢材料牌号的含义P355GHEN标准(19Mn6德国标准)基本符号:P=压力容器钢最小屈服强度值:355 N/mmG:其它的特性H:高温用钢系数合金元素4 Cr,Co,Mn,Ni,Si,W10 Al,Be,Cu,Mo,Nb,Pb,Ta,Ti,V,Zr 100 N,P,S,Ce 1000 B13MnNiMo54(DIWA353BHW35)德国标准平均碳含量 13 100=0.13 平均Mn含量 5 4=1.25平均Mi含量 4 10=0.4EN标准标准化学成分命名化学成分命名用数字+主要化学元素+数字表示化学元素前面的数字为100规定的平均碳含量百分数化学元素后面的数字
7、表示所指元素的平均百分含量乘以表中给出的系数并取最近的整数值。不同元素的代表数字应用连字符分开。(非高合金钢)P355GH和WB36的化学成分P355GH(19Mn6)平均碳含量 19 100=0.19 平均Mn含量 6 4=1.515NiCuMoNb5-6-4(WB36)平均碳含量 15 100=0.15 平均Ni含量 5 4=1.25 平均Cu含量 6 10=0.6 平均Mo含量 510=0.5三种材料的主要力学性能牌号bMPa s MPaAJ冲击试验温度P355GH60100 49063031527 0DIWA35350100570740390 3139 020 15NiCuMoNb5-
8、6-4(WB36)610780 440 纵向40横向2720 封头的制造封头的形状封头制造工艺流程针对DIWA353材料材料采购入厂复验划线下料热冲压检验和测厚正火+回火热处理开人孔焊加强圈(DIWA353锻件)加工成型 MT探伤加工环缝坡口完工检查入厂复验的必要封头冲压封头钢板采用半自动热切割下料,利用一定心拉杆辅助半自动切割机,即可割出完整的圆形毛坯。封头进行热冲压时,钢板的加热温度要超过材料的上临界点,保温时间依据钢板的壁厚1.2minmm,终压温度约为800左右。封头冲压后进行超声波测厚。卷制和压制三种成形方式卷制和压制按成形温度不同,可分为冷成形(冷卷或冷压)、热成形(热卷或热压)和
9、温成形(温卷或温压)三种成形方式。冷成形指在常温状态下进行卷制或压制,它适用于中薄板的成形。热成形是将板材加热到指定的温度(正火温度以上),并在规定的温度范围内进行卷制或压制,一般用于厚板的成形。温成形是指将板材加热到500600进行卷制或压制,它比冷卷时有更好的塑性,同时减轻了热成形时板料表面氧化的程度。具体采用哪种成形工艺是根据板料厚度、设备能力和产品的特点等来选定的。封头的冲压示意图封头成形 锅筒的封头一般采用大型的压力机一次热冲压成形。6543211-上模托架 2-冲头 3-钢板 4-拉环5-拉环座 6-底座封头冲压冲压后的汽包封头封头开孔加工开孔后的封头封头焊加强圈焊好的加强圈加强圈
10、焊后并加工后的封头汽包的设计壁厚 设计人员进行强度计算出最小设计厚度在满足设计最小厚度时,要考虑工艺因素封头和筒体成型后的减薄量各个标准对成型后的减薄量的要求不一样JB/T 1609-93锅炉锅筒制造技术条件规定:球形封头成型减薄量小于0.15板厚,筒体热成型减薄量小于4mm热成形(热卷或热压)材料氧化问题在汽包大修时,国能发现汽包内壁有坑状腐蚀现象,汽侧水侧均有,腐蚀坑形状不规则,最长尺寸达50mm,多少深度在12mm,最深的有34mm(两处)热卷加工时,筒体钢板的温度要加热到900左右,高温下,在钢板上下表面会形成氧化皮,钢板热卷时,一些氧化皮从钢板上爆落,爆落的氧化皮急剧冷却,黑色氧化皮
11、硬度比钢板温度高得多。在卷制过程中,存在于内辊与筒体内壁的氧化皮,被压到钢板表层里。筒体卷后,大部分氧化皮会脱落,在筒体内壁就形成凹坑;极少的氧化皮会留在筒体表面,暂时不会脱落,在锅炉运行过程中脱落,也会形成少量新的凹坑。在汽包大修时,对汽包内部进行了检查时,在汽包中,会发现少量的黑色氧化皮。针对该问题,我们在合同附件5中提出:筒体热卷和汽包热压加热前,对材料的内外表面应进行喷砂处理后,涂防高温氧化的涂料。生产证明效果很好。正火和回火热处理1、为什么?与热成型材料有关2、正火定义 将焊件的全部(或局部)加热到Ac3(或Accm)以上适当温度,保温一段时间后,在空气中冷却。3、回火定义 焊件正火
12、后,再加热到Ac-1点以下的3050,保温一定时间,并以适当方式冷却到室温的工艺过程。回火的冷却方式一般为空冷。4、热冲压试板问题正火冷却速度问题 SA-516Gr70MT探伤磁粉探伤磁粉探伤Magnetic particle Testing(缩写(缩写 MT)磁粉检验是用来检查铁磁性材料(如铁、钴、镍及其合金)表面或近表面(距离表面5mm之内)缺陷的一种检测方法。磁粉能检验铁素体材料表面或近表面缺陷,不能检验奥氏体材料表面或近表面缺陷磁粉探伤示意图磁粉探伤示意图 缺欠位置不同时磁通的变化1-缺陷与磁力线同向2-缺陷与磁力线垂直 筒体制造筒体制造工艺流程针对DIWA353材料筒节制造工艺流程:
13、材料采购入厂复验热切割下料涂防氧化涂料加热卷制清理打磨坡口UT测厚和尺寸检验焊纵缝消氢处理(或后热)100MT涂防氧化涂料加热正火结合校圆喷砂100%UT100%RT100%MT回火热处理划环缝坡口线加工环缝坡口筒节对接工艺流程:焊环缝 消氢处理(或后热)打磨焊缝 100%UT100%RT100%MT 尺寸检验钻小孔(接管坡口)气割开大孔打磨开孔质量检查。无损检测要求1)蒸汽锅炉安全技术监察规程第82条规定:额定蒸汽压力大于或等于3.8MPa的锅筒,每条纵、环缝应进行100%超声波探伤加至少25%的射线探伤。2)一些企业标准规定:额定蒸汽压力大于或等于9.8MPa的锅筒,每条纵、环缝应进行10
14、0%超声波探伤+100%的射线探伤+100%磁粉探伤。对生物锅炉汽包检验特殊要求合同技术协议附件1:锅筒纵向、环向焊缝均打磨光洁见金属光泽和进行100%无损探伤。合同技术协议附件5,提出更明确要求:1)每节筒体的筒身在纵缝校圆后,每条焊接接头100%超声波检测加100%射线检测和内外表面100%磁粉检测。汽包材料锅筒的环缝在消氢处理后,每条焊缝100%超声波检测加100%射线检测和内外表面100%磁粉检测。磁粉检测区域为焊缝和热影响区。2)DIWA353(BHW35)锅筒在最终热处理后,还应对锅筒上的一条环缝、一条纵缝和下降管角焊缝进行100%超声波检测和100%磁粉检测。如果抽查检验发现有裂
15、纹,应对全部受压焊缝进行超声波检测和磁粉检测复检。并针对发现的裂纹情况,制定工艺返修,返修检验合格后,对返修处应再次进行焊后热处理。射线底片探伤和工业射线探伤1、射线底片探伤线底片检验是一种在射线透照射线底片上成像的检验方法,如果在被透照物体(工件)局部有缺欠,由于缺欠处介质的衰减系数与工件的衰减系数不同,该局部区域透过的射线强度就会与周围产生差异,存在强度差异的射线使胶片感光程度不同,经暗室处理后在得到的射线底片上即显示出缺欠影像。2、工业射线探伤射线实时成像是一种在射线透照的同时即可观察到所产生的图像的检验方法。这种方法的主要过程是利用小焦点或微焦点的x射线源透照工件,再利用一定的器件将x
16、射线图像转换为可见光图像,通过电视摄像机摄像后,将图像或直接显示或通过计算机处理后显示在监视屏上通过观察监视屏来评定工件内部质量。该检验方法具有快速、高效、动态、多方位在线检测、劳动条件好等优点,是工业射线检验很有发展前途的一种新技术。为提高生产效率,电站锅炉受热面管子焊接生产线上已经大量采用了工业电视进行实时监控。底片上常见焊接缺陷的典型影像 气孔 裂纹在超声波检验中有各种检测方式及方法。按探头与工件接触方式分类,可将超声波检验分为直接接触法和液浸法两种。使探头直接接触工件进行检测的方法称之为直接接触法。使用直接接触法应在探头和被探工件表面涂有一层耦合剂,作为传声介质。常用的耦合剂有机油、变
17、压器油、甘油、化学浆糊、水及水玻璃等。焊缝检验多采用化学浆糊和甘油。由于耦合剂层很薄,因此可看作探头与工件直接接触。锅炉压力容器焊缝较常用的超声波探伤方法是直接接触法。液浸法是将工件和探头头部浸在液体中,探头不接触工件的探伤方法。根据工件和探头浸没方式,可分为全没液浸法、局部液浸法和喷流式局部液浸法等。超声波检验超声波检验Ultrasonic Testing(缩写(缩写UT)利用超声波在物体中的多种传播特性,例如反射与折射、衍射与散射、衰减、谐振以及声速等的变化,可以测知许多物体表面与内部缺陷、组织变化。超声波检验的不足超声波检验的不足无法得到缺欠直观图像、定性困难,定量精度不高。检测结果无直
18、接见证记录。材质、晶粒度对检测有影响,例如铸钢材料和奥氏体不锈钢焊缝,因晶粒粗大不宜用超声波进行检测。筒节的成形筒筒节的成形可分为压制成形和卷制成形。压制成形时,可采用冷压、热压和温压;卷制成形时,可分为冷卷、热卷和温卷。卷制时,需焊接一条纵缝,然后再经过高温校圆加工成圆形筒体。压制时,将筒体分成瓦片压制,然后焊接两条纵缝组成圆形筒体 汽包短节的汽包短节的卷制成形卷制成形卷制成形是将板料输送到卷板机上,对板料进行连续三点滚弯的过程,卷板机一般有三辊和四辊两种形式对称式三辊筒卷板机工作示意图 23汽包短节卷圆汽包短节卷圆卷圆后的汽包短节卷圆后的汽包短节汽包短节的汽包短节的压制成形压制成形筒体的成
19、形 的另一方法-压制成形压制成形 压制成形是在压力机上利用模具使板料成形的一种工艺方法。板料的成形完全取决于模具的形状与尺寸。筒体可采用专用筒体模具模具进行压制,压制时一般需要分成两片或更多的瓦片下料,以方便模具的上下运动。压制成形的水压机筒身瓦片压制示意图 s为筒体厚度、b为筒体长度、P为压制力,压制成形后的筒体瓦片再组装成筒体。采用特殊的模具可进行单缝筒体的一次压制成形。水压机压制筒节压制后的筒节纵缝坡口和坡口加工筒体纵缝坡口为V型坡口 卷圆后的汽包短节卷圆后的汽包短节汽包短节的纵缝焊接汽包短节的纵缝焊接焊接方法为埋弧焊,锅筒纵缝焊接时,埋弧自动焊将坡口侧焊满后背面磨掉垫板 埋弧焊埋弧焊(
20、英文简称SAW)是一种利用位于焊剂层下电极与焊件之间燃烧的电弧产生的热量熔化电极、焊剂和母材金属的焊接方法。埋弧焊过程原理如下图所示。电极和工件分别与焊接电源的输出端相接,电极由送进机构连续向覆盖焊剂的焊接区给送。连续送进的电极在一层可熔化的颗粒状焊剂覆盖下引燃电弧。电弧引燃后,焊剂、电极和母材在电弧热的作用下立即熔化并形成熔池。熔渣和由焊剂熔化所产生的蒸气共同保护熔池金属不与空气接触。随着电弧向前移动,电弧力将液态金属推向后方并逐渐冷却凝固成焊缝。未熔化的焊剂具有隔离空气、屏蔽电弧光和热的作用。埋弧焊作为一种高效、优质的焊接方法,在锅炉生产中得到了广泛的应用。锅筒纵、环缝、下降管、大口径管接
21、头,封头人孔的焊缝度采用埋弧焊。1110142焊接方向341213987651-V型坡口 2-焊道 3-焊渣 4-焊剂挡板 5-接电源 6-接自动送丝装置 7-接焊剂漏斗8-焊剂输入导管 9-焊剂 10-衬垫 11-引弧板 12-电极(焊丝或焊带)13-母材 14-接电源埋弧焊的特点埋弧焊的特点(一)埋弧焊的优点1.生产效率高 埋弧焊所用焊接电流大,相应电流密度也大,加上焊剂、熔渣和由焊剂熔化所产生的蒸气的保护,电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速度都大大提高。2.焊接质量好 因为熔渣的保护,熔化金属不与空气接触,焊缝金属中含氮量低,熔池金属凝固较慢,液体金属和熔化焊剂间的冶金反应充分,减少了焊缝中产
22、生气孔、裂纹的可能性。焊接工艺参数通过自动调节保持稳定,焊工操作技术要求不高,接头质量容易保证。利用焊剂对焊缝金属脱氧还原反应以及渗合金作用,可以获得力学性能优良、致密性高的优质焊缝金属。焊缝金属的性能容易通过焊剂和焊丝的选配任意调整。3.劳动条件好 埋弧焊过程无弧光辐射,易于实现机械化和自动化操作,焊接质量易于保证,同时劳动条件得到改善 埋弧焊的特点埋弧焊的特点埋弧焊的缺点1.焊接位置受到限制 埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护,一般只能在平焊或横焊位置进行焊接,对工件的倾斜度亦有严格的限制,否则焊剂和焊接熔池难以保持。其它位置的焊接,则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的流淌。
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