Controllo della distorsione della saldatura della piastra tubiera: nove misure per gli scambiatori di calore a fascio tubiero

La distorsione della saldatura del tubiera non viene rimossa con una singola misura. Viene controllata agendo sulle variabili che la producono: volume di metallo depositato, apporto termico, geometria del giunto, sequenza di montaggio e vincolo. Le nove misure seguenti seguono l'ordine in cui vengono applicate nella produzione: prima la progettazione del giunto e il controllo della deposizione, poi il montaggio, la sequenza di saldatura, il vincolo e il raffreddamento.

1. Limitare il numero di passate di saldatura e la dimensione del cordone di raccordo.La distorsione angolare è strettamente correlata al numero di passate: più passate depositano più metallo e producono più ritiro. Mantenere il numero di passate al minimo consentito dalla procedura qualificata e ridurre l'altezza del cordone di raccordo dove il calcolo di progettazione e resistenza lo consente. L'obiettivo è il giunto qualificato più piccolo che soddisfi il requisito del giunto, non un giunto più piccolo per se stesso.
2. Ridurre l'angolo di smusso entro il dettaglio qualificato del giunto.La forma della faccia del cordone di saldatura e l'angolo di smusso influenzano fortemente il cambiamento angolare. All'aumentare dell'angolo di smusso, aumenta il ritiro trasversale sia sul lato della radice che sul lato della faccia. Ridurre l'angolo di smusso per quanto consentono la fusione, l'accesso e l'ispezione; un solco più stretto deposita meno metallo e si ritira meno.
3. Utilizzare parametri di saldatura bassi.Una corrente eccessiva o una bassa velocità di avanzamento aumentano l'apporto termico locale e concentrano il ritiro in una piccola zona. Utilizzare l'intervallo di corrente più basso che garantisca fusione e penetrazione senza bruciature e controllare la temperatura interpass. Questo è particolarmente importante dove il lato della radice non può essere scanalato sul retro.

4. Seguire la corretta sequenza di assemblaggio.Installare prima i deflettori, i distanziatori e le barre di accoppiamento sulla piastra tubiera, quindi inserire i tubi e caricare il pacco nel mantello. Montare la piastra tubiera nel mantello, quindi il giunto opposto mantello-piastra tubiera, e infine tirare i tubi attraverso la piastra tubiera e regolare la proiezione alla dimensione specificata. Cambiare la sequenza dopo il montaggio cambia il modello di ritiro che la piastra tubiera vede.
5. Dividere il giunto circonferenziale in segmenti separati e saldare in uno schema bilanciato.Saldare le zone separatamente, procedere da entrambe le estremità verso il centro con uno schema incrociato e sfalsare gli inizi dei segmenti adiacenti di 180°. La deposizione bilanciata attorno alla circonferenza riduce la rotazione angolare netta del piano della piastra tubiera.
6. Controllare la sequenza di saldatura tubo-piastra tubiera.Iniziare al centro della piastra tubiera e completare più di un terzo delle estremità dei tubi prima di passare alla piastra tubiera opposta. Quando metà di una piastra tubiera è stata saldata, passare all'altra estremità, quindi tornare per completare la sezione rimanente. Questo distribuisce il ritiro sulla piastra tubiera invece di concentrarlo.
7. Saldare le estremità dei tubi rimanenti dall'esterno della saldatura circonferenziale.Iniziare dalla saldatura circonferenziale mantello-piastra tubiera e procedere progressivamente verso l'esterno, strato per strato, utilizzando uno schema incrociato simmetrico da entrambe le estremità verso il centro. La simmetria impedisce che la piastra tubiera venga tirata in una direzione.

8. Utilizzare vincolo ausiliario.Un fissaggio rigido o un lungo bullone centrale con dadi su entrambe le estremità aumenta la resistenza alla rotazione angolare durante la saldatura. Il vincolo dovrebbe essere pianificato come parte della procedura, non aggiunto dopo che la distorsione è apparsa.
9. Applicare raffreddamento forzato controllato su acciai sensibili all'indurimento.Dove il materiale è sensibile all'indurimento e la procedura lo consente, il raffreddamento forzato controllato può restringere la zona calda e limitare la contrazione irregolare. Deve essere specificato nella procedura di saldatura e non deve compromettere i requisiti metallurgici del giunto.

Le nove misure funzionano solo se scritte nella procedura e verificate alla stazione: numero di passate, angolo di smusso, intervallo di corrente, sequenza dei segmenti, sequenza delle estremità dei tubi, metodi di vincolo e raffreddamento. Il controllo della distorsione non è un passaggio aggiunto alla fine; è il risultato cumulativo delle decisioni sul dettaglio del giunto, sul montaggio e sulle fasi di sequenza.

La distorsione angolare aumenta con il numero di passate perché ogni passata deposita metallo e aggiunge ritiro. Mantenere le passate al minimo qualificato e ridurre la dimensione del cordone di raccordo dove la progettazione e la resistenza lo consentono.

Un angolo di smusso più piccolo riduce il metallo depositato e il ritiro trasversale sia alla radice che alla faccia. Il limite è la fusione, l'accesso e l'ispezione: ridurlo solo entro il dettaglio qualificato del giunto.

Iniziare al centro della piastra tubiera e completare più di un terzo delle estremità dei tubi prima di passare alla piastra tubiera opposta. A metà di una piastra tubiera, passare all'altra estremità, quindi tornare per finire.

Dove l'acciaio è sensibile all'indurimento e la procedura lo consente, il raffreddamento forzato controllato limita la zona calda e la contrazione irregolare. Deve essere specificato nella procedura e non deve compromettere la metallurgia del giunto.