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【摘 要】本文介绍了不锈钢塔盘焊接过程中，防止塔盘变形的一种方法，可供相关专业技术人员参考。
【关键词】不锈钢塔盘；焊接变形；水冷。
1、前言
当前化工行业蓬勃发展，各类石化设备产品的需求量也逐年增大。塔类设备中的塔盘塔在制作过程中，塔盘的安装质量是衡量装置达产率高低的一个前期评判的重要指标。在塔盘安装过程中，初始除了检查塔盘本身的水平度、孔隙边缘的毛刺、以及要求特别要的还要求塔盘表面的粗糙度以外，还特别要求塔盘安装后的水平度及相互间的几何尺寸。针对塔盘安装来说，控制塔盘的焊接变形就成为令各安装单位头疼的问题。这就要求，塔盘安装过程中必须要有严密的措施来保障塔盘的安装质量。
我公司在承接的聚甲醛项目整套装置容器产品制造过程中，就出现几十台多段塔的制作。该项目对塔盘的要求非常高，塔盘与塔盘的密封面平行度为0.1mm，是普通项目对塔盘平行度要求难以企及的。我公司对传统防止塔盘焊接的矫正方法上，经过改进创新了一种防止塔盘焊接变形的施工工艺。
2、适用范围及原理
适用于各类奥氏体不锈钢容器内塔盘的安装焊接或类似结构的焊接变形的控制。利用流动的液体（水）带走焊接产生的热能，从而让热能不对塔盘产生作用，完成对塔盘焊接变形的控制。
3、施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程：
塔盘检查→塔筒划线、检查→塔盘安装点焊→塔盘检查→塔盘焊接→塔盘检查。
3.2操作要点：
3.2.1塔盘检查
塔盘开箱检查，检查是否符合图纸对塔盘平面度≤±1.5mm/m，堰高允差≤±1.5mm，堰顶端水平度≤±1.0mm/m，降液板（管）宽度允差≤±3.0mm、长度允差≤±2.0mm，其余执行JB1205-2001《塔盘技术条件》的要求。
3.2.2塔筒划线、检查。首先，塔筒划线前将塔筒一端在车床上进行切削加工，将加工面作为划线的基准面。根据图纸尺寸将塔盘上表面的尺寸线返在筒体内壁。其次，根据图纸检查划线是否符合。
3.2.3塔盘安装点焊。塔盘安装人员，将检查合格的塔盘，依据在筒壁上划好的线将其氩弧焊点焊在筒壁上。针对本次塔筒直径小（φ800mm、φ700mm、φ600mm），点焊点三到四个即可。
3.2.4塔盘检查。检查塔盘在整个板面内的允许挠度≤±1.25mm/m，降液板（管）底端与受液盘的上表面的垂直距离允差≤±1.5mm、降液板（管）底端水平偏移允差≤±2mm。
3.2.5塔盘焊接。安装点焊的塔盘经过检查合格，则可以进行氩弧焊焊接工作。首先焊接前的准备工作如下：
1.做一个水槽，水槽可以使用碳钢板制作，但必须涂覆防腐涂料，以免对奥氏体不锈钢设备造成碳离子污染。水槽大小以能容下焊接段节塔为宜或者能回收循环水也可。
2.采取在筒体里边焊接筒体外边浇水（快速带走热量）的方式解决了塔盘焊接变形的问题。也可使用胶盘管（盘管开喷淋孔）包裹焊接点上方，始终使焊接点背面有水冷却，使用循环泵循环作业更方便快捷。
3.水槽内必须设置隔水台，即人焊接作业时脚上不得沾水，必须做好防触电措施。焊前准备完成后，按照焊接工艺参数即可进行焊接操作。氩弧焊焊接参数采用2mm钨极，电流130～140A，电压14～16，焊丝直径2mm，快速倒退焊，焊角高度控制在1～2mm。并保证焊缝成型及焊角高度均匀。
焊接人员在里边焊接时，在外侧人员将水管端部喷水口对准焊接点外侧对应位置，以保证快速冷却；根据焊接热量的大小可采用流量适当的水泵，一般将水温控制在10～40℃为宜。
如下图所示：焊接冷却过程。
3.2.6塔盘检查
待焊缝冷却后，进行塔盘检查。检查塔盘在整个板面内的允许挠度≤±1.25mm/m，塔盘平面度≤±1.5mm/m，降液板（管）底端与受液盘的上表面的垂直距离允差≤±1.5mm、降液板（管）底端水平偏移允差≤±2mm。
如果检查合格，则将筒节送机加工车间，对筒节两端法兰密封面进行精加工。
4、质量控制
由于本次项目多段塔塔盘为奥氏体不锈钢，其本身的物理特性（热导率小、热膨胀系数大）及焊接热循环等因素的影响，难免使焊接接头金属晶粒粗大和Cr的碳化物在晶界析出（Cr的碳化物析出对不含稳定性元素TiNb的钢种尤为明显），并产生较大的焊接残余应力，而采用水冷焊接艺，由于冷却速度很大，其强制冷却的结果使得熔池热度大幅度降低，焊接接头受热范围明显减小，道间温度也可得到很好的控制，并可连续进行焊接。经试验及工程实际应用，采用水冷焊接工艺不但可使焊缝金属晶粒细密、组织均匀、焊接残余应力小等而获得理想的焊接接头，还可提高焊接生产效率。母材越厚，需要施焊的层道数越多，其效果越为明显。
4.1水冷焊工艺特点
4.1.1提高施焊效率
水冷焊时焊接电流可比非水冷焊时提高10%一30%，并且由于冷速很快，电弧过后熔池很快冷凝，接头温度很快下降，可连续进行焊接，不必考虑道间温度过热的影响（在空冷条件下焊接时，一般要待道间温度降到150℃以下后才可施焊下一道）。
4.1.2提高焊接质量。由于冷速较大，熔池过热程度小，使得晶粒细密，同时焊接残余应力小，防止了塔盘的焊接变形同时提高了焊接接头的力学性能和耐腐蚀能力。这就要求，塔盘安装过程中必须要有严密的措施来保障塔盘的安装质量。
4.2为保证焊缝外观成形，需熟练的氩弧焊焊工进行操作。
4.3筒体外侧需有连续不断冷却循环水防止塔盘焊接变形。
5、结论
该批塔盘采用水冷法焊接后，塔盘质量完全满足设计图纸的要求，同时工期页大幅缩短，创造了良好的经济效益和社会效益。
【关键词】不锈钢塔盘；焊接变形；水冷。
1、前言
当前化工行业蓬勃发展，各类石化设备产品的需求量也逐年增大。塔类设备中的塔盘塔在制作过程中，塔盘的安装质量是衡量装置达产率高低的一个前期评判的重要指标。在塔盘安装过程中，初始除了检查塔盘本身的水平度、孔隙边缘的毛刺、以及要求特别要的还要求塔盘表面的粗糙度以外，还特别要求塔盘安装后的水平度及相互间的几何尺寸。针对塔盘安装来说，控制塔盘的焊接变形就成为令各安装单位头疼的问题。这就要求，塔盘安装过程中必须要有严密的措施来保障塔盘的安装质量。
我公司在承接的聚甲醛项目整套装置容器产品制造过程中，就出现几十台多段塔的制作。该项目对塔盘的要求非常高，塔盘与塔盘的密封面平行度为0.1mm，是普通项目对塔盘平行度要求难以企及的。我公司对传统防止塔盘焊接的矫正方法上，经过改进创新了一种防止塔盘焊接变形的施工工艺。
2、适用范围及原理
适用于各类奥氏体不锈钢容器内塔盘的安装焊接或类似结构的焊接变形的控制。利用流动的液体（水）带走焊接产生的热能，从而让热能不对塔盘产生作用，完成对塔盘焊接变形的控制。
3、施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程：
塔盘检查→塔筒划线、检查→塔盘安装点焊→塔盘检查→塔盘焊接→塔盘检查。
3.2操作要点：
3.2.1塔盘检查
塔盘开箱检查，检查是否符合图纸对塔盘平面度≤±1.5mm/m，堰高允差≤±1.5mm，堰顶端水平度≤±1.0mm/m，降液板（管）宽度允差≤±3.0mm、长度允差≤±2.0mm，其余执行JB1205-2001《塔盘技术条件》的要求。
3.2.2塔筒划线、检查。首先，塔筒划线前将塔筒一端在车床上进行切削加工，将加工面作为划线的基准面。根据图纸尺寸将塔盘上表面的尺寸线返在筒体内壁。其次，根据图纸检查划线是否符合。
3.2.3塔盘安装点焊。塔盘安装人员，将检查合格的塔盘，依据在筒壁上划好的线将其氩弧焊点焊在筒壁上。针对本次塔筒直径小（φ800mm、φ700mm、φ600mm），点焊点三到四个即可。
3.2.4塔盘检查。检查塔盘在整个板面内的允许挠度≤±1.25mm/m，降液板（管）底端与受液盘的上表面的垂直距离允差≤±1.5mm、降液板（管）底端水平偏移允差≤±2mm。
3.2.5塔盘焊接。安装点焊的塔盘经过检查合格，则可以进行氩弧焊焊接工作。首先焊接前的准备工作如下：
1.做一个水槽，水槽可以使用碳钢板制作，但必须涂覆防腐涂料，以免对奥氏体不锈钢设备造成碳离子污染。水槽大小以能容下焊接段节塔为宜或者能回收循环水也可。
2.采取在筒体里边焊接筒体外边浇水（快速带走热量）的方式解决了塔盘焊接变形的问题。也可使用胶盘管（盘管开喷淋孔）包裹焊接点上方，始终使焊接点背面有水冷却，使用循环泵循环作业更方便快捷。
3.水槽内必须设置隔水台，即人焊接作业时脚上不得沾水，必须做好防触电措施。焊前准备完成后，按照焊接工艺参数即可进行焊接操作。氩弧焊焊接参数采用2mm钨极，电流130～140A，电压14～16，焊丝直径2mm，快速倒退焊，焊角高度控制在1～2mm。并保证焊缝成型及焊角高度均匀。
焊接人员在里边焊接时，在外侧人员将水管端部喷水口对准焊接点外侧对应位置，以保证快速冷却；根据焊接热量的大小可采用流量适当的水泵，一般将水温控制在10～40℃为宜。
如下图所示：焊接冷却过程。
3.2.6塔盘检查
待焊缝冷却后，进行塔盘检查。检查塔盘在整个板面内的允许挠度≤±1.25mm/m，塔盘平面度≤±1.5mm/m，降液板（管）底端与受液盘的上表面的垂直距离允差≤±1.5mm、降液板（管）底端水平偏移允差≤±2mm。
如果检查合格，则将筒节送机加工车间，对筒节两端法兰密封面进行精加工。
4、质量控制
由于本次项目多段塔塔盘为奥氏体不锈钢，其本身的物理特性（热导率小、热膨胀系数大）及焊接热循环等因素的影响，难免使焊接接头金属晶粒粗大和Cr的碳化物在晶界析出（Cr的碳化物析出对不含稳定性元素TiNb的钢种尤为明显），并产生较大的焊接残余应力，而采用水冷焊接艺，由于冷却速度很大，其强制冷却的结果使得熔池热度大幅度降低，焊接接头受热范围明显减小，道间温度也可得到很好的控制，并可连续进行焊接。经试验及工程实际应用，采用水冷焊接工艺不但可使焊缝金属晶粒细密、组织均匀、焊接残余应力小等而获得理想的焊接接头，还可提高焊接生产效率。母材越厚，需要施焊的层道数越多，其效果越为明显。
4.1水冷焊工艺特点
4.1.1提高施焊效率
水冷焊时焊接电流可比非水冷焊时提高10%一30%，并且由于冷速很快，电弧过后熔池很快冷凝，接头温度很快下降，可连续进行焊接，不必考虑道间温度过热的影响（在空冷条件下焊接时，一般要待道间温度降到150℃以下后才可施焊下一道）。
4.1.2提高焊接质量。由于冷速较大，熔池过热程度小，使得晶粒细密，同时焊接残余应力小，防止了塔盘的焊接变形同时提高了焊接接头的力学性能和耐腐蚀能力。这就要求，塔盘安装过程中必须要有严密的措施来保障塔盘的安装质量。
4.2为保证焊缝外观成形，需熟练的氩弧焊焊工进行操作。
4.3筒体外侧需有连续不断冷却循环水防止塔盘焊接变形。
5、结论
该批塔盘采用水冷法焊接后，塔盘质量完全满足设计图纸的要求，同时工期页大幅缩短，创造了良好的经济效益和社会效益。