Embed Size (px)
Citation preview
1
PRIMJENA VISOKOUČINSKIH POSTUPAKA ZAVARIVANJA U KOTLOGRADNJI
* Ivan Samardžić, [email protected] ** Dipl.ing. Božidar Despotović, EWE, [email protected] ** Tech. Branimir Brechelmacher, EWT * Dr.sc. Associate Professor, EWE, Mechanical engineering faculty, HR – 35000 Slavonski Brod ** Babcocok Borsig Power, ĐĐ TEP d.d., HR - 35 000 Slavonski Brod SADRŽAJ Opći osvrt na primjenu visokoučinskih postupaka zavarivanja u kotlogradnji Visokoučinski postupci zavarivanja ? To su postupci zavarivanja koji povećavaju produktivnost zavarivanja uz postizanje barem minimalno zahtjevane kvalitete & pouzdanosti zavarenih spojeva i koji omogućavaju postizanje prihvatljive cijene zavarene konstrukcije na tržištu. Visokoučinski postupci zavarivanja – zanimljivi sa stajališta povećanja produktivnosti i smanjenja troškova izrade zavarenih proizvoda (tehnologičnost – “cost efective design”). Pokazatelji produktivnosti: - količina depozita, broj zavarenih proizvoda (napr. cijevi), duljina izvedenih zavara (količinska
norma) - vrijeme potrebno za zavarivanje (vremenska norma). Visokoučinski postupci zavarivanja obično se vežu uz određeni stupanj mehanizacije, automatizacije i robotizacije, ali isto tako primjenu suvremene tehnologije zavarivanja (napr. TIME postupak zavarivanja, zavarivanje praškom punjenim žicama, …) Kotao (kotlovsko postrojenje) Pojednostavljeno rečeno, kotlovsko postrojenje predstavlja izmjenjivač topline u kojem se toplina nastala izgaranjem gorive materije prenosi na medij kojem se podiže energetski nivo da bi konačno energija izgaranja bila transformirana u drugi oblik enrgije.
Stranuce kotla su u principu cijevne stijene koje se sastoje od međusobno zavarenih cijevi i
trake između njih. Unutrašnjost kotla su cijevni sistemi smješteni tako da se izmjeni što veća količina energije u
što manjem prostoru. Kotao je izoliran s vanjske strane i oslonjen je na konstrukciju koja mu omogućuje statičku
stabilnost. Na vrhu kotla smješten je napojni rezervoar-bubanj (kod nekih kotlova i više bubnjeva) koji je
cjevovodima spojen na ostale dijelove koji se nalaze pod tlakom. Cirkulacija medija može se izvoditi prisilno-pumpama ili prirodnom cirkulacijom
2
Najčešće zastupljeni postupci zavarivanja zastupljeni u kotlogradnji: A. taljenjem: • EPP, automatski postupak za zavarivanje membranskih cijevnih zidova te bubnjeva i komora , • TIG, ručni i automatski postupak za cjevne sisteme, • MAG zavarivanje punim i punjenim žicama, te • REL postupak zavarivanja, klasični. B. pritiskom: • elektrolučno zavarivanje svornjaka, • EO sučeono iskrenjem Kombinacija postupaka zavarivanja (napr. REL ili TIG + EPP) VISOKOUČINSKI POSTUPCI ZAVARIVANJA ZASTUPLJENI U TVORNICI KOTLOVA A1. EPP zavarivanje • automatsko EPP zavarivanje – izrada membranskih cijevnih stjena,
3
4
• automatsko EPP zavarivanje različitih vrsta cijevnih sabirnica i drugih debelostjenih cijevi,
5
A2. automatsko TIG zavarivanje cijevi,
6
7
8
A3. poluautomatsko zavarivanje MAG postupkom uz primjenu punih i praškom punjenih žica
9
10
A4. REL zavarivanje (provar TIG, popuna REL)
A1. Automatsko EPP zavarivanje – izrada membranskih cijevnih stjena 3 EPP automata, svaki automat po dvije zasebne glave za zavarivanje, rad u 3 smjene (24 sata!), max. širina cijevne stjene 800 – 2800 mm, puna žica za zavarivanje φ 2 mm, orjentacijska brzina zavarivanja 800 mm/min., utrošak žice: 80 kg/1 km zavara, utrošak zaštitnog praška: 100 kg/1 km zavara, masa punog kalema žice: 300 – 350 kg, orijentacijsko vrijeme utroška jednog kalema žice je 5 radnih dana. Automatsko EPP zavarivanje različitih vrsta cijevnih sabirnica i drugih debelostjenih cijevi EPP postupak zavarivanja na podlozi zavarenoj TIG + REL ili samo TIG postupcima zavarivanja , vrlo je efikasan kod zavarivanja sučeonih spojeva kolektora ili komora. Isto tako zavarivanje podnica na komore izvodi se ovim postupkom. Limit za primjenu ovog načina zavarivanja je promjer komore koji mora biti veći od 220 mm. Za manje promjere problem je operativna zavarljivost- zadržavanje praška i metalurška zavarljivost- međuprolazna temperatura.
11
Automatsko TIG zavarivanje cijevi Automatizacija ovog postupka zavarivanja u osnovi može biti na dva načina i to : a) cijev miruje a glava za zavarivanje putuje oko cijevi za vrijeme zavarivanja, b) glava za zavarivanje miruje a cijev rotira za vrijeme zavarivanja. Automatizacija pri zavarivanju cijevnih sistema za varijantu a) prije svega ovisi o kvaliteti cijevi. Poznato je da se ovaj tip automatskog TIG postupaka zavarivanja bez poteškoća primjenjuje pri zavarivanju cijevnih sistema iz nehrđajućih čelika . Kod zavarivanja cijevi iz kotlovskih čelika čije je tolerantno područje po pitanju kemijskog sastava i dimenzija daleko šire nego kod nehrđajućih čelika ovim tipom automatskog zavarivanja ne postiže se kontinuitet u kvaliteti zavrenih spojeva. Potpuna automatizacija procesa i složena analitika svih utjecajnih parametara zavarivanja u svakom trenutku su vjerovatno rješenje ovog problema ali je tada u pitanju cijena nabavke nove opreme. Varijanta b) je puno pogodnija za zavarivanje kotlovskih cijevi . Pri tome se zavarivanje izvodi u fiksnom položaju zavarivanja što nakom definiranja ispravnih parametara zavarivanja osigurava kontinuiranost u kvaliteti zavarenog. Ovdje je važno naglasiti da se probna zavarivanja za definiranje parametara zavarivanja moraju raditi iz istih cijevi kao za proizvod, istih dimenzija i iste šarže cijevi. Za svaku drugu šaržu i za slučaj kada su iste dimenzije cijevi potrebno je provjeriti parametre zavarivanja. Osvrta na trenutno stanje u pogonu: 2 “Fridolin” automata za TIG zavarivanja (proizvođač Fronius), rad u 3 smjene (prema potrebi), rad u proizvodnoj liniji !, orjentacijski automat mjenja 4 zavarivača, zavarivanje cijevi 3,2 do 5 mm uz “I” pripremu žlijeba, dodatni materijal žica promjera 0,8 mm, pokazatelj učinkovitosti (produktivnosti): za 8 sati se zavari 42 – 44 sučeona zavara na cijevi 33,7 x 4 mm. Kvaliteta zavara: Prvih 10 zavarenih spojeva obavezno radiografira, ali tako da su projekcije okomite ( 2 okomite projekcije zamaknute pod 90º). Kosim projekcijama teško se na filmovima mogu uočiti karakteristične moguće greške ovog postupka (djelomično neprovaren korijen). Ovaj postupak zamjenjuje cca. 3 zavarivača po smjeni uz kontinuirani kvalitet zavarenog. Poluautomatsko zavarivanje MAG postupkom uz primjenu praškom punjenih žica MAG zavarivanje je manje zastupljen postupak zavarivanja u odnosu na prethodno spomenute postupke zavarivanja u kotlogradnji. Uglavnom se primjenjuje kod zavarivanja …. Kod MAG zavarivanja u kotlogradnji dominiraju praškom punjene žice u zaštiti aktivnog plina CO2. (još uvijek niža cijena CO2 u odnosu na plinsku mješavinu, primjena postupka za sekundarne dijelove postrojenja, manji udio zavarivanja). Pune se žice vrlo rijetko koriste. Koriste se u skučenim prostorima/korijenima zavara gdje nema mogućnosti njihanja (praškom punjene žice daju širi električni luk). PPŽ – rutilni i bazični tip punjenja Dominira rutilni tip jer je kod kotlovskih postrojenja dominantan zahtjev otpornosti na visoke temperature, a ne žilavost na niskim temperaturama. Izvori struje za zavarivanje:
12
Jedan od specifičnih postupaka koji se primjenjuju u kotlogradnji je postupak zavarivanja svornjaka na cijevne stijenke ili oplate kotlova. Svornjaci su u pravilu od čelika koji su postojani na visoke temperature u dugom vremenskom periodu i uvjetno su zavarljivi. Postupak zavarivanja svornjaka je automatiziran a brzine zavarivanja su 1000 svornjaka po smjeni.
Prikaz zavarivanja svornjaka na cijevni zid
