Tubesheet-to-Shell Kaynak Çarpıtması: Neden Doğaldır ve Düşük Isı Girişi Bunu Nasıl Kontrol Eder

Tüp levha kaynak çarpıtması genellikle işçilik kusuru olarak ele alınır. Çoğu borulu ısı değiştiricide bu böyle değildir. Tüp levha, kabukla tek taraflı, tek pahlı V-olukla kaynaklandığında, kök ve alın taraflarındaki birikmiş metal hacmi eşit değildir ve duvar kalınlığı boyunca enine büzülme düzensizdir. Sonuç, tüp levha düzleminin açısal sapmasıdır. Bu çarpıtma doğaldır ve objektif olarak mevcuttur: kontrol edilebilir ve telafi edilebilir, ancak yalnızca daha sıkı bir kaynak prosedürüyle ortadan kaldırılamaz.

İki mekanizma birlikte hareket eder.

Kalınlık boyunca enine büzülme.Kaynak, köke göre alın tarafında daha fazla büzülür. Büzülme kalınlık boyunca düzensiz olduğu için, eklem sadece kısalmak yerine döner. Bu dönüş, tüp levha düzlemini eğen şeydir.

Açısal çarpıtma iki kısımdan oluşur.Birincisi, kabuk ve tüp levha arasındaki açı değişimidir, iki plaka arasındaki alın ekleminin açısal çarpıtmasına eşdeğerdir. İkincisi, tüp levhanın kendisinin açısal çarpıtmasıdır, bir plaka yüzeyine dolgu kaynağı olarak birikmiş kaynak metale eşdeğerdir. İki kısım toplanır ve son eğim toplamdır.

Büyüklük altı değişkene bağlıdır: tüp levha rijitliği, oluk açısı, kaynak kesit şekli, ısı girdisi, birikmiş metal hacmi, kaynak uygulaması. Hiçbiri diğerlerinden bağımsız değildir: daha geniş bir oluk birikmiş hacmi artırır; daha yüksek ısı girdisi paso başına büzülmeyi artırır; daha az rijit bir tüp levha aynı büzülmeyi daha büyük bir eğime dönüştürür.

Sahadaki çarpıtmaların çoğu, hepsi kontrol edilebilir dört nedene dayanır:

• Belirtilen kaynak yönüne uyulmaması.Sıra ve yön, operatör tercihinden ziyade prosedürün bir parçasıdır. Belirtilen yönü atlamak veya tersine çevirmek, büzülmeyi bir tarafta yoğunlaştırır.
• Yerel aşırı ısınmaya neden olan mantıksız kaynak parametreleri.Aşırı akım veya düşük ilerleme hızı, yerel ısı girdisini artırır, büzülme bölgesini büyütür ve açısal sapmayı artırır.
• Montaj ve kaynak sırası takip edilmedi.Uygunluk stresi ve kaynak sırası etkileşir: uygunluktan sonra sırayı değiştirmek, tüp levhanın prosedürün yazıldığı zamankinden farklı bir büzülme deseni emmesini sağlar.
• Uygun olmayan yardımcı önlemler.Ön ayarlama, destekler, sıra dengeleme ve soğutma isteğe bağlı ekstralar değildir; ihmal edildiğinde veya tutarsız uygulandığında, aynı prosedür birimden birime farklı sonuçlar verir.

Çift taraflı kaynak genellikle burada mümkün değildir: tüp tarafı tüp demeti ve tüp levha ligamanı tarafından işgal edilir ve arka yontma ve arka taraf birikimi için erişim mevcut değildir. Pratik yol, çift taraflı oluşumla tek taraflı kaynak yapmaktır. Bu yolun özel bir riski vardır: kök füzyonunu garanti edecek kadar yüksek akım ayarlanırsa, yanma ve bitişik ısı değiştirici tüplerine zarar verebilir. Bu nedenle kontrol, nüfuziyet için daha sıcak kaynak yapmak değil, düşük ısı girdisi, azaltılmış toplam ısı ve artırılmış tüp levha rijitliği olmalıdır.

• Isı girdisini düşük ve kontrollü tutun.Küçük pasolar, kontrollü pasolar arası sıcaklık, yanma olmadan kök füzyonu sağlayan bir akım aralığı.
• Kaynak sırasında tüp levha rijitliğini artırın.Destekler, geçici sertleştirme ve simetrik sıra, tasarımı değiştirmeden açısal dönüşü direnir.
• Birikmiş hacmi kontrol edin.Oluk açısı ve kaynak kesiti, kaynakçıya bırakılmamalı, belirtilmelidir. Daha dar, doğru boyutlandırılmış bir oluk daha az metal biriktirir ve daha az büzülür.
• Belirtilen yönü ve sırayı izleyin.Yön, sıra ve yardımcı önlemler prosedürde yer alır, iş istasyonunda doğrulanır, iş parçasında karar verilmez.

Bir tüp levha-kabuk eklemindeki çarpıtma, prosedürün yanlış olduğunun bir işareti değildir. Mekanizmanın anlaşıldığının ve kontrollerin, tek taraflı kaynağın sağlayamayacağı bir çarpıtmasız sonuçtan ziyade, aslında var olan büzülmeyi hedeflediğinin bir işaretidir.

Çünkü kalınlık boyunca enine büzülme düzensizdir: alın tarafı kökten daha fazla metal biriktirir ve daha fazla büzülür, bu nedenle eklem döner ve tüp levha düzlemini eğir. Eklem geometrisine özgüdür, işçilik hatası değildir.

Birikimi dengeler ve açısal sapmayı azaltır, ancak tüp tarafı arka yontma için erişilebilir olmadığından genellikle burada mümkün değildir. Çift taraflı oluşumla tek taraflı kaynak, kontrol olarak düşük ısı girdisi ile pratik yoldur.

Yanma: aşırı akım köke nüfuz edebilir ve bitişik tüplere zarar verebilir. Doğru kontrol, yeterli rijitliğe sahip, nitelikli bir düşük ısı girdili prosedürdür, daha fazla akım değil.

Tüp levha rijitliği, oluk açısı, kaynak kesiti, ısı girdisi, birikmiş metal hacmi ve kaynak uygulaması. Etkileşirler: daha geniş bir oluk ve daha yüksek ısı girdisi büzülmeyi artırır ve daha az rijit bir tüp levha aynı büzülmeyi daha büyük bir eğime dönüştürür.