工裝與設(shè)備.2008年12用第6期天瑟每設(shè)備水煤漿氣化爐工藝燒嘴加工技術(shù)研究首都航天機械公司邱友志摘要介紹了水煤漿氣化爐工藝燒嘴主體材料的焊接技術(shù)難點，經(jīng)過對焊接工藝的分析與實驗，確定了完整的工藝方案和實施細(xì)則，研究了工藝燒嘴的裝配工藝與工藝燒嘴冷卻水盤管的成型工藝，進(jìn)而解決了加工技術(shù)難題，填補了國內(nèi)工藝燒嘴生產(chǎn)的空白。關(guān)鍵詞工藝燒嘴焊接工藝裝配工藝1引言制要求也非常嚴(yán)格。若裝配整體尺寸及精度達(dá)不到圖紙要求，就會對供應(yīng)的水煤漿流量、氧氣流量、水煤隨著煤化I技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭作為化工原料漿的霧化、燒嘴的火焰形狀造成影響，直接影響整個的比重不斷提高。煤氣化所產(chǎn)生的合成氣，成為氮肥、氣化爐的工作。因此，整臺工藝燒嘴組裝后，需進(jìn)行甲醇、二甲醚、醋酸等過去主要依賴石油化工產(chǎn)品的嚴(yán)格的裝配尺寸和公差檢查，并進(jìn)行8~18 MPa液主要原料，該技術(shù)途徑也成為國內(nèi)目前煤化工的主要壓及氣密試驗，完全合格后方可交付使用。項目。水煤漿加壓氣化技術(shù)由于氣化爐壓力高、煤種適應(yīng)性寬、投資小，越來越受到煤氣化行業(yè)的關(guān)注，2工藝燒嘴的焊接與裝配工藝已經(jīng)成為國內(nèi)煤加壓氣化的主流。工藝燒嘴作為水煤漿加壓氣化技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備之一，目前國內(nèi)在用的設(shè)2.1工藝燒嘴材料的焊接 技術(shù)難點分析備已超過300臺。工藝燒嘴的主體材料為Inconel600 和UMCo-50該工藝燒嘴是由內(nèi)、中、外噴嘴和盤管組成，燒(或GH188)，熱導(dǎo)率低，線膨脹系數(shù)較大，焊接時嘴主體材料一般選用Inconel600 和UMCo-50 (或在熔池表面容易形成高熔點氧化物，且覆蓋在熔池表GH188)。其中Inconel600合金是-種高Ni-Cr合金，面，使熔化的金屬流動不充分，焊工難以有效地控制Ni和Cr的總含量超過70%，是標(biāo)準(zhǔn)的耐熱、耐腐蝕熔池形態(tài)與大小，在焊接過程中產(chǎn)生的熱量冷卻后焊的工程材料，在高溫環(huán)境和腐蝕環(huán)境中具有極好的抗縫處又會形成較大的拉應(yīng)力，容易出現(xiàn)裂紋。氧化性能。UMCo-50 (或GH188)屬于鈷基合金材料，2.2工藝燒嘴的焊接工藝具有優(yōu)異的抗高溫氧化性能和耐磨性，該合金使用溫由于沒有接觸過這兩種材料，在承擔(dān)該項任務(wù)度范圍為650~1100C。 由于工藝燒嘴在1200~后，承制單位進(jìn)行了一系列技術(shù)討論和工藝研究，同1500C高溫及腐蝕工藝氣體中工作,材料的選擇非常時對材料的加工性能和焊接性能進(jìn)行了多次實驗和重要，同時要有良好的冷卻條件保證其長周期的連續(xù)驗證，最終確定了完整的工藝方案和實施細(xì)則。工藝運行。燒嘴采用手工鎢極氬弧焊,封底焊時采用背面充氬氣工藝燒嘴也是一個高壓構(gòu)件，使用壓力一般為保護(hù)，嚴(yán)格控制焊接的速度和熔池的深度。焊接坡口4~8MPao它上面五個管口全部是熔焊連接而成，由形式為I形坡q.用成型刀機械加工而成,鈍邊1.0~于使用條件的需要，對于裝配、定位過程中尺寸的控1.5中國煤化工表面做100% p檢CNMHG作齊簡介:邱友志(1964-), 高級技師，機械制造專業(yè);研究方向:彈頭鉚接裝配.收稿日期: 208-11-2036工裝與設(shè)備航天制造技術(shù)查，確認(rèn)坡口表面無裂紋、夾渣等缺陷后，用丙酮清過程中保證組件的各項指標(biāo)，組裝過程中制作工裝等洗施焊區(qū)域，除去施焊區(qū)域內(nèi)的油跡、污水、記號筆方面均缺- -不可。印痕等，用無塵袋進(jìn)行封存,在焊接前保護(hù)坡口的清如在加工和組合工藝燒嘴內(nèi)、中、外噴嘴組件時潔性。焊接采用的焊絲為Ni82,直徑02.5mm.焊前出現(xiàn)尺寸和位置公差不符合設(shè)計要求的情況,將會影用丙酮清洗干凈。在每次焊接實施之前，對已有的焊響工藝燒嘴的最終技術(shù)狀態(tài)。為了保證整臺燒嘴的最縫表面用鋼絲刷進(jìn)行清理，除去臟物和氧化皮,保證終質(zhì)量，我們制定了嚴(yán)格的工藝路線，層層把關(guān)，將兩次焊縫之間的熔接質(zhì)量。技術(shù)要求分解，從零件到組件，各項尺寸公差和位置焊接工件的設(shè)定預(yù)熱: - -般不需預(yù)熱，當(dāng)環(huán)境溫公差均在制定的范圍之內(nèi)，確保在組裝工裝的輔助度低于15'C時，應(yīng)對接頭兩側(cè)200~300mm范圍內(nèi),下，滿足整臺設(shè)備的最終要求。預(yù)熱到50~ 100C.預(yù)熱后焊接參數(shù)選定在1=100~2.4工藝燒嘴加工裝配工藝160A之間，電弧電壓在U=14~22V之間選取，氣體工藝燒嘴的整體要求是:安裝長度(包括墊片)流量為5~ 10L/min,確保焊縫產(chǎn)生熱量的數(shù)值,避免允差+2mm，垂直度全長允差1mm，同心度允差裂紋的生成。+0.5mm，方位角度允差t1.5mm。所以在制作裝配工同時，由于Inconel600和UMCo-50 (或GH188)裝時，我們制定的保證條件是:角度限位的方位偏差各自的焊接和相互的焊接變形量(主要是收縮量)有不大于+10',垂直度公差不大于+0.5mm,同心度公差差異，因此在零件的加工時要預(yù)留變形量，以保證組不大于+0.3mm.在工藝燒嘴的組裝工裝組焊、加工完合件的最終尺寸和加工量。成后，進(jìn)行各方面數(shù)據(jù)的檢測、校正，以達(dá)到圖紙的2.3工藝燒嘴裝配工藝技術(shù)難點分析要求。在工藝燒嘴整體裝配時還要特別注意裝配先后組裝工藝燒嘴時，能否保證內(nèi)、中、外噴嘴之間順序的安排、整體高度、各個管接口的方位及預(yù)留量,的位置關(guān)系以及法蘭盤相對于噴嘴的位置關(guān)系，將影并通過墊片對長度方向尺寸進(jìn)行最終的微調(diào)。響到整臺工藝燒嘴能否實現(xiàn)其使用功能。因此，在零典型的工藝燒嘴三層噴嘴的安裝尺寸和要求如件加工過程中通過多種途徑保證其尺寸及公差，焊接圖1所示:0140.0139+0.013)里9圖1典型 工藝燒嘴的頭中國煤化工YHCNMHG內(nèi)、中、外噴嘴之間公差要求很嚴(yán)，公差達(dá)不到GH188)材料非常堅硬，而且噴嘴的型面要求也比較要求會直接影響燒嘴的使用性能。UMCo-50 (或嚴(yán)格， 因此在加[時需要采用數(shù)控車床加工成型，通37工裝與設(shè)備2008年12月第6期過拋光處理來達(dá)到表面粗糙度的要求，在零件加工完示。成后，通過X光檢測合格，四氯化碳進(jìn)行脫脂處理，才能進(jìn)行后續(xù)的焊接和組裝工作。2.5工藝燒嘴冷 卻水盤管成型技術(shù)難點及工藝工藝燒嘴冷卻水盤管的材料為Inconel600， 規(guī)格為34"Sch40的進(jìn)口冷拔合金管，需要加工成如圖2所示的螺旋狀產(chǎn)品，用于工藝燒嘴處于高溫工藝氣體部分的熱保護(hù)，加工工藝非常復(fù)雜，整體成型很難實現(xiàn)。過去進(jìn)口工藝燒嘴上使用的盤管分三段加工，兩段焊接而成，由于焊接的性能直接影響到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、強度以及壽命，設(shè)計方提出整體加工成型的要求。我們首先做了試件，了解該材料在各種溫度情況下的彎曲性能及變形情況。最終采取的方案是:用細(xì)沙充滿管子并振動充實，管口焊接封死，然后采取冷彎局圖3一次成型的盤管產(chǎn)品部成型后再熱彎整體成型，盤管的整體- -次成型，減少了焊接的接頭數(shù)量，提高了其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與3結(jié)束語強度，使產(chǎn)品的耐用性增強。在彎制過程中，- -要控制好加熱溫度，二要掌握好彎制速度，避免管材的過通過系列的工藝攻關(guān)及試驗，承制方攻克了氣化大變形和減薄量。爐工藝燒嘴特殊合金材料的加工、焊接、盤管、裝配等加工技術(shù)難題。產(chǎn)品成功應(yīng)用于國內(nèi)某企業(yè)的水煤104漿加壓氣化國產(chǎn)化裝置，各項指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要匯求，為水煤漿加壓氣化的國產(chǎn)化做出貢獻(xiàn)。隨后，我們繼續(xù)承接了多套工藝燒嘴的生產(chǎn)任務(wù)，其制造質(zhì)量和工作性能以及穩(wěn)定性得到了用戶的充分認(rèn)可。該燒嘴的國產(chǎn)化研制成功后，大幅降低了生產(chǎn)成本，為提高生產(chǎn)廠家最終產(chǎn)品的競爭能力奠定了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1681賀永德.現(xiàn)代煤化工技術(shù)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2004圖2工 藝燒嘴盤管示意圖2劉孝第等.水煤漿氣化爐工藝燒嘴有關(guān)問題的探討.中國氮肥工業(yè)協(xié)會技術(shù)委員會年會文集，2008經(jīng)實踐摸索，在550°C溫度下材料彎曲性能最理3劉孝第等.水煤漿氣化爐燒嘴.第25屆全國氮肥廠技改交流年會文集，想，當(dāng)溫度超過650"C時，彎曲后經(jīng)著色檢測，在管2007子表面發(fā)現(xiàn)存在很多滲透性裂紋。因此,經(jīng)分析得出，在500~600C溫度下熱彎后管子表面質(zhì)量良好,沒有發(fā)現(xiàn)滲透性裂紋，成型效果良好，成型產(chǎn)品如圖3所中國煤化工MYHCNMHG38