重力式多阀过滤器隔板修复措施
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摘要：重力式多阀过滤器是锅炉补给水预处理设备，也是补给水预处理过程中的精密过滤装置，过滤器内装填了一定厚度而粒径大小不一的多层滤料，由下至上，粒径逐渐增大，滤料除去水中的悬浮物杂质，降低锅炉补给水离子交换器的运行负荷，减少水中悬浮杂质对离子交换器树脂的污染，从而确保锅炉经济、安全地运行。[1]
关键词：过滤器 隔板环焊缝焊接
1、引言
我厂现在运行的重力式多阀过滤器，型号为Φ3216×8150×10，由宜兴市八达练水设备有限公司生产，于1995年11月安装投入运行，为两台35t/h、两台50t/h锅炉提供补充水。重力式多阀过滤器结构简图如图一。重力式多阀过滤器在运行时，从虹吸滤池过来的水中含有
少量的细小悬浮微粒，当滤层中截留的悬浮杂质较多时，滤层的孔隙被堵塞，水流阻力增大，过滤速度减慢，过滤便被迫停止。为恢复过滤能力，过滤器清水箱内的清水返回过 滤室内，自下而上对滤料反冲洗。反冲完成后，再次投入运行。多阀过滤器安装投运至今，已达十四年，而且每天过滤的水量大，反冲次数比较频繁，近来，过滤器内清水贮存室同过滤室之间的隔板与过滤器筒身的连接环焊缝局部产生裂纹，使过滤室内的水造成短路，直接进入过滤器清水贮存室，从而导致多阀过滤器失去性能，由于多阀过滤器对确保锅炉补给水质量起着重要的作用，停运时间不能过长，因而对过滤器隔板的环焊缝局部裂纹进行彻底清除，然后对清除位置进行补焊，焊补完成后对过滤器进行水压试验，过滤器内进满水后便发现在补焊对称位置上的隔板环焊缝再次被拉裂，再一次进行焊补处理后，同样的现象再次发生，为了节省时间，并且彻底消除多阀过滤器隔板的缺陷，制定了严密的工艺措施。
2、产生裂纹的因素分析
2．1材质方面
多阀过滤器所用材料为Q235，厚度为10mm，Q235自身具有焊接性、冷加工性能都较好的特性，在通常情况下不会因焊接而引起严重硬化组织或淬火组织，焊成的接头塑性和冲击韧度也很良好，焊接时不需预热、层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织。
2．2结构方面
多阀过滤器隔板与过滤器筒身连接环焊缝，采用T型单边焊结构，因T形单边焊结构形式应力集中程度大，同时多阀过滤器在运行过程中，隔板相对多阀过滤器来说面积较大，过滤室内进水水压对隔板产生较大压力，使隔板环焊缝承受弯曲或剪切力的共同作用，在多阀过滤器发生反冲时，多阀过滤室内的压力奏减，过滤器内清水储存室内的清水对隔板产生反向的弯曲或剪切力，从而导致过滤器隔板承受交变载荷作用，以至使隔板环焊缝产生疲劳，进一步局部产生裂纹。因整个隔板环焊缝均处于疲劳状态，在焊补局部裂纹时因隔板环焊缝纵向收缩，筒体钢性大于隔板，在焊补局部裂纹时，至使发生隔板对称环焊缝位置被拉裂的现象。[2]
3.1焊接结构及处理措施
由于过滤器隔板整个环焊缝均存在不同程度的疲劳，因筒身刚性大，隔板存在一定的自由度，为加大隔板的刚性，控制焊接修复过程中对隔板的自由变形，考虑在清水储存室筒身与隔板之间增加连接件，以增加过滤器隔板的刚度，在隔板环焊缝位置均布24件如图2所示的连接件，同时考虑避免连接件焊缝与隔板环焊缝发生交错产生焊接缺陷，对连接件结构尺寸作严格要求，如图3所示。[3]
3.2焊接工艺方面
3.2.1焊接电源的选择
焊接时，N、H元素进入焊缝的含量受电源种类和极性的影响较，
其中以直流反接电源进行焊接时，进入焊缝中N、H气体的含量为最低(只针对手工电弧焊而言)。故选用直流反接电弧电源，在一定程度上降低由H元素引起氢脆、气孔、冷裂纹及N元素引起的高硬度，低韧性、塑性。[5]
3.2.2焊接电流参数(如表)
3.2.3焊接情形及过程
施焊时，由取得市质检局压力容器焊工合格证并多年从事焊接的技师进行施焊。焊前对连接件焊缝位置的铁锈和其他杂质进行彻底清除。先用Φ2.5mm焊条进行打底焊，焊接过程中一定要注意观察焊缝填充金属的冶金及填充情形，不能产生气孔、未熔合和未焊透等缺陷。再用Φ3.2mm焊条进行填充及盖面焊，焊接过程中注意保证焊接的层间温度能较好控制，且不能有夹渣的情形产生。施焊时首先焊连接件，连接件焊接位置开V型坡口，并注意在环焊缝位置上对称施焊，待所有连接件焊接完成后，再对隔板环焊缝的裂纹用气割进行彻底清除，并对清除位置用角向磨光机打磨除金属光泽之后施焊。在对多阀过滤器隔板环焊缝裂纹清除位置施焊过程中应尽可能减少焊缝中未焊透、咬边、夹渣等缺陷，整条焊缝应连续焊完，避免中断。焊后对焊缝进行清理，焊后不后热。[4]
3.2.4焊后检验
焊后对焊缝进行100%表面检查和100%超声波检查，经过彻底仔细的检查后进行水压试验，试验压力标准为p`=1.5p（p`为试验压力，p为工作压力），保压5min，然而，在我厂的特定环境下，采取p=1.57p的试验压力保压10min进行质量检验，没有发现有渗透、泄露现象发生，投运至今，在此焊缝位置没有产生裂纹而失效。[6]
4、经济价值
采用改进后的严格工艺措施，对多阀过滤器隔板环焊缝进行焊接处理，仅用两天时间，不仅为厂节约多阀过滤器购置费数万元，避免因更换多阀过滤器造成后续水处理设备除力和成本的增加，同时也为厂节约了材料及人工费，为厂一次性创效达数拾万元。
5、结论
采取合理的焊接工艺及措施对多阀过滤器隔板环焊缝裂纹进行处理，不仅保证焊接结构的力学性能，使其能够满足生厂的要求，同时给厂带来可观的经济效益。
参考文献：
[1]安德轩.电厂化学.中国电力出版社，1995
[2]中国机械工业学会焊接学会。焊接手册3卷（焊接结构）北京：机械工业出版社，1992
[3] 田锡唐.焊接结构.北京：机械工业出版社，1993
[4]中国机械工程学会焊接学会.焊工手册第3版（手工焊接与切割） 机械工业出版社，2002
[5]周振丰,张文钺.焊接冶金及金属焊接性.北京：机械工业出版社，1980
[6]赵熹华.焊接检验.北京：机械工业出版社，1993