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堅持青年創新創效 提升自動焊接技術

時間:2013-7-12 點擊:11078

      青年創新創效活動是引導廣大青年職工積極投身企業生產、技術、管理的一項旨在激發青工聰明才智和創造活力的豐富實踐活動,以此促進創新能力提高及企業技術創新體系建設,推動企業的改革和發展,實現企業持續健康發展。儲罐工程分公司自動焊管理中心的團青響應公司團委的號召,展開了創新創效活動——不銹鋼料倉自動焊接技術開發。
一、   石化行業自動焊接技術現狀
      近幾年,隨著國家戰略儲備油庫及商業儲備油庫工程接近尾聲,大型儲罐群項目日益減少,加之眾多企業也掌握了這種施工工藝和焊接技術,傳統意義上的自動焊接工程(30000m3以上儲罐焊接)已無法作為企業的核心技術、也無法作為一個以焊接為主的企業繼續生存的支柱。
      一支專業的自動焊接施工隊伍,想要繼續保持良好的發展勢頭,擁有敏銳的市場發掘眼光,快速的新技術開發應用,是使企業多方位齊頭并進持續發展的根本,是提高設備及人員利用率,維持公司健康有序發展的根本,是在行業內始終領先,永葆企業青春活力的根本。
二、課題制定及前期準備
      響應公司團委青年創新創效活動的號召,我們確立了“不銹鋼料倉自動焊接技術開發”的課題,旨在改變目前料倉工程基本采用人海戰術的現狀,提高工效及設備利用率,開辟自動焊接技術在新領域的應用。
      將自動焊接技術應用到304L不銹鋼材質,首先需要解決的是自動焊接設備問題。材質不同,對設備的要求不同,比如:大型儲罐使用的材質一般是高強鋼和普通碳素結構鋼,就立縫設備而言,27mm以上的板厚采用一次成型技術,線能量及焊接變形均不會超標。而304L不銹鋼材質就不可以采用一次成型技術,首先,因其熱導率較低,約為碳鋼的1/3,電阻率約為碳鋼的5倍,線膨脹系數比碳鋼約大50%,密度大于碳鋼,在焊接過程中會產生大量的收縮、變形和殘余應力。
      其次,晶間腐蝕會使304L不銹鋼耐腐蝕性能下降,304L不銹鋼是奧氏體不銹鋼,晶間腐蝕是最常見的缺陷。而產生這一缺陷的原因是此材質在焊接時存在一個危險溫度區間(450℃—850℃),焊縫在此溫度區間會導致晶界處的鉻含量低于12%,從而使晶界處失去耐腐蝕性能。
      所以,焊接必須要采取小電流、快速焊,且宜多層多道焊。一次成型的自動氣電立焊機在這種材質上不適合再使用,而應該采用新型的氣電保護立焊機。
      設備采購過程中,經調研,國內有兩種此類型設備:一種是直接在氣電立焊機電氣控制基礎上加一把氣保焊槍,將電磁鐵更換為吸盤用來固定軌道,不做氣保立焊機使用的時候更換焊槍即可做氣電立焊機使用;一種是區別于氣電立焊機電氣控制系統,想做氣電立焊機使用的時候必須要更換整套電氣控制系統。
      從設備功能切換的角度看,前者更簡單,方便操作,且維護成本低。焊絲在坡口內行走的路徑前者為梯形,后者為三角形。由于材質特性限制,焊接時采用小電流、細焊絲,焊接熔池肯定不會大,焊接熔深也不會大,相同的坡口,后者肯定比前者在焊接性能上更具有優勢,所以設備購置選擇了后者。這細微的區別,決定了此次技術開發擁有了可靠的硬件。橫焊設備改造,主要是為了滿足所焊接料倉小直徑及防滲碳污染等。
      作為技術開發項目,首先要做焊接工藝評定,合格的工藝評定,才是開展技術開發工作的基本保障。經過大量的練習,摸索出了一套較為合理的焊接參數,埋弧自動橫焊、氣保護立焊工藝評定一次性合格。
三、應用于實踐,總結更切合實際的技術參數
      2013年6月,自動焊管理中心人員及設備進入恒力石化(大連)PTA料倉項目,開始組裝調試自動焊接設備,并重點針對初次使用的自動氣保立焊展開培訓工作。在工藝評定制作過程中,已經摸索出了一套可行的焊接參數(包括焊接小車行走速度、電流、電壓、對中、擺幅、擺速以及左、右停頓時間),但因為坡口角度及焊縫間隙的因素,參數微調是時刻都在進行的工作。在培訓過程中,經過大量的試驗,根據焊道外觀成型、焊縫顏色、材質特性、環境溫度、焊接伊始與焊接中期焊道溫度的變化等,對參數再次進行了梳理和優化,攻克了立縫無須襯墊打底焊接、填充焊接及蓋面焊接。在一次次的氣餒中創造希望,看見光明。
      埋弧自動橫焊操作并沒有特意進行培訓,因為焊接方式沒有變化,只是材質不同而已,焊接工作開始后,操作并沒有出現意外情況,但焊縫外觀成型很差,焊道鋪展不開,焊縫外觀呈暗灰色,而不是不銹鋼焊縫應該呈現的金黃色。鋪展不開的焊層導致了焊接層數的增加、焊縫層間熔合線過深及余高的超標。停止焊接,討論總結出現這種焊層成型的原因,即便如大家所說是焊材的原因,也不至于出現這種成型的焊層和顏色。技術開發所要面對的不僅僅是要在試驗中總結出最優的技術參數,還要在一次次的失敗和挫折中承受并化解來自各方的指責、質疑和阻力。首先,糾正將問題歸結于焊材的思想,在自身焊接水平不存在問題的情況下,從參數匹配及焊槍角度調整上入手,尋找突破口。經過多次摸索總結,一段紋路細膩、顏色金黃、寬度也較為合理的焊道呈現在眼前,環縫面臨的技術困境得以解決。
      此次技術開發工作,焊接過程中所面臨的操作技術及參數匹配問題全部解決。截止7月初,8圈立縫,四圈環縫拍片均為100%。控制好角變形及焊道外觀成型,保證焊接內在質量,將是貫穿整個焊接過程的主題。陰雨過后,必是晴天,艱辛的付出會有甜蜜的回報。
四、創新,讓企業永葆青春
      大型儲罐使用自動焊接技術,兩臺以上循環作業會更顯自動焊接工效提高的優勢,料倉筒體的焊接,至少要三個筒體循環施工,才能體現自動焊接的優勢。面對不銹鋼料倉焊接,筒體焊接技術開發是第一步,錐體自動化焊接、裙座自動化焊接,這必將是之后要面對的創新課題。創新,是創效的前提;創新,是心靈與實踐的對話;創新,讓企業前景廣闊;創新,讓企業永葆青春。

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