废气吸收塔焊接预热及性能提升

 废气吸收塔焊接预热及性能提升

 

摘要： 本文详细阐述了废气吸收塔焊接过程中预热的重要性、方法以及如何通过预热和其他相关措施来提升废气吸收塔的性能。通过对焊接预热的深入分析，包括预热温度的确定、预热方式的选择等，以及探讨焊接工艺***化

 

、材料选择与处理、结构设计改进等方面对性能提升的作用，旨在为废气吸收塔的制造和维护提供全面的技术参考，以确保其在废气处理系统中稳定、高效地运行，减少废气泄漏和腐蚀等问题，延长设备使用寿命并降低运行

 

成本。

 

 一、引言

废气吸收塔在工业废气处理中起着至关重要的作用，它能够有效去除废气中的有害物质，使其达到排放标准。然而，废气吸收塔的焊接质量直接影响其整体性能和使用寿命。由于废气吸收塔通常处于复杂的工作环境，如高温

 

、高湿度、腐蚀性气体等条件下，焊接部位容易出现缺陷，导致废气泄漏、腐蚀加剧等问题。因此，在焊接过程中进行适当的预热处理，并采取一系列性能提升措施，对于保证废气吸收塔的可靠性和有效性具有重要意义。

 

 二、废气吸收塔焊接预热的重要性

 

 （一）防止冷裂纹产生

在焊接过程中，由于快速冷却，焊缝金属和热影响区可能产生较***的淬硬倾向，形成马氏体等脆性组织，从而在焊接应力的作用下容易产生冷裂纹。预热可以降低焊接接头的冷却速度，减少淬硬组织的形成，有效防止冷裂纹

 

的产生。例如，对于一些碳钢和低合金钢材质的废气吸收塔，若不进行预热，焊接后可能在焊缝附近出现纵向或横向的冷裂纹，严重影响设备的强度和密封性。

 

 （二）减小焊接应力

焊接时，局部加热会导致工件产生不均匀的热膨胀，从而在焊缝周围产生较***的焊接应力。这些应力不仅可能导致焊缝开裂，还会影响废气吸收塔的整体结构稳定性。通过预热，可以使工件整体温度升高，减小温差，进而降

 

低焊接应力。例如，采用整体预热的方式，可以使废气吸收塔的筒体和封头等部件在焊接前达到相对均匀的温度，减少因温度差异产生的应力集中现象。

 （三）提高焊缝质量

预热有助于改善焊缝的成形和力学性能。合适的预热温度可以使焊缝金属的流动性更***，有利于气体逸出，减少气孔和夹渣等缺陷的产生。同时，预热还能使母材和焊材的成分更***地融合，提高焊缝的韧性和抗疲劳性能。例

 

如，在不锈钢废气吸收塔的焊接中，预热可以促进奥氏体组织的稳定形成，增强焊缝的耐腐蚀性和强度。

 

 三、废气吸收塔焊接预热的方法

 

 （一）火焰预热

火焰预热是一种传统的预热方法，通常使用氧乙炔焰或其他燃气火焰对焊接部位进行加热。这种方法操作简单、成本较低，适用于小型废气吸收塔或局部焊接部位的预热。例如，在对废气吸收塔的接管与筒体的角焊缝焊接前

 

，可以使用火焰喷枪围绕焊缝进行均匀加热，使焊接区域达到预定的预热温度。但火焰预热也存在一些缺点，如温度控制精度相对较低，加热不均匀，容易造成局部过热，且对操作人员的技术水平要求较高。

 

 （二）电加热预热

电加热预热具有温度控制***、加热均匀等***点，广泛应用于废气吸收塔的焊接预热。常见的电加热方式有电阻加热、感应加热和红外线加热等。电阻加热是通过电流流过电阻元件产生热量来加热工件，适用于较小尺寸的废

 

气吸收塔部件或薄板结构。感应加热则是利用电磁感应原理，在工件中产生感应电流，从而将电能转化为热能进行加热。这种方法加热速度快、效率高，且可以实现局部***加热，常用于厚壁废气吸收塔的筒体纵环缝焊接预

 

热。红外线加热是借助红外线辐射来加热工件，具有清洁、无污染的***点，适用于各种形状和尺寸的废气吸收塔，尤其对于一些表面形状复杂的部件，如带有加强筋或内件的塔体，能够实现较为均匀的加热。

 

 （三）加热炉预热

对于***型废气吸收塔或批量生产的小型废气吸收塔，采用加热炉预热是一种较为理想的方法。将废气吸收塔整体放入加热炉中，通过控制炉内温度，使塔体均匀受热。加热炉预热能够保证工件各个部位的温度一致性***，预热

 

质量高，但设备投资较***，能耗相对较高，且占用场地较***。例如，在一些化工机械制造企业，对于批量生产的标准化废气吸收塔，会采用专用的加热炉进行预热处理，以确保产品质量的稳定性。

 

 四、废气吸收塔焊接预热温度的确定

 

 （一）影响因素

1. 材料***性：不同材质的废气吸收塔对预热温度的要求不同。一般来说，碳钢的淬硬倾向相对较小，预热温度可以较低；而低合金钢、不锈钢等材料的淬硬倾向较***，需要较高的预热温度。例如，对于常见的 Q235 碳钢废气

 

吸收塔，预热温度一般在 100 - 150℃之间；而对于 16Mn 低合金钢废气吸收塔，预热温度可能需要达到 150 - 200℃。

2. 焊接方法：手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等不同的焊接方法，由于其热输入和焊接速度的差异，对预热温度的要求也有所不同。手工电弧焊热输入相对较***，焊接速度较慢，预热温度可以适当降低；而气体保护焊和埋

 

弧焊热输入相对较小，焊接速度较快，为了减少冷裂纹的产生，可能需要较高的预热温度。

3. 焊件厚度：焊件厚度越***，散热越快，焊接接头的冷却速度越***，因此需要更高的预热温度。例如，对于厚度小于 10mm 的废气吸收塔薄板焊接，预热温度可以在 80 - 120℃；而对于厚度***于 20mm 的厚板焊接，预热温

 

度可能需要提高到 150 - 250℃。

4. 环境温度：环境温度越低，焊件的散热越快，焊接接头的冷却速度越***，为了保证焊接质量，需要适当提高预热温度。在寒冷的冬季施工时，废气吸收塔的焊接预热温度要比在常温环境下高出 20 - 30℃。

 

 （二）确定方法

1. 经验数据法：根据以往类似材质和结构的废气吸收塔焊接经验数据来确定预热温度。例如，对于某种***定型号的不锈钢废气吸收塔，在长期的生产过程中积累了丰富的焊接数据，可以根据这些数据确定在不同焊接条件下的

 

预热温度范围。但这种方法存在一定的局限性，对于新材料或新结构的产品，可能无法准确确定预热温度。

2. 试验法：通过进行焊接工艺评定试验来确定合适的预热温度。在试验过程中，制作相同材质和结构的试件，分别在不同的预热温度下进行焊接，然后对焊缝进行无损检测、力学性能测试等，观察焊缝的质量和性能指标，从

 

而确定***的预热温度。这种方法虽然较为准确，但需要耗费***量的时间和精力进行试验。

3. 理论计算法：根据材料的化学成分、焊接参数、焊件厚度等因素，通过理论公式计算出预热温度。例如，采用碳当量法来计算钢材的淬硬倾向，进而确定预热温度。但理论计算法需要考虑的因素较多，计算过程较为复杂，

 

且计算结果可能与实际情况存在一定偏差，因此在实际生产中通常作为辅助方法与其他方法结合使用。

 

 五、废气吸收塔性能提升的其他措施

 

 （一）焊接工艺***化

1. 选择合适的焊接参数：根据废气吸收塔的材质、厚度和焊接方法，合理选择焊接电流、电压、焊接速度等参数。例如，对于不锈钢废气吸收塔的氩弧焊焊接，应选择合适的焊接电流和氩气流量，以保证焊缝的成形******和质

 

量稳定。过***的焊接电流可能导致焊缝烧穿，而过小的电流则会使焊缝未焊透，影响设备的密封性。

2. 采用先进的焊接技术：如脉冲氩弧焊、激光焊等先进焊接技术可以显著提高焊接质量。脉冲氩弧焊可以通过控制脉冲参数，***控制焊接热输入，减少焊接变形和热影响区宽度，提高焊缝的韧性和抗疲劳性能。激光焊具有

 

能量密度高、焊接速度快、焊缝深宽比***等***点，适用于一些高精度、高性能要求的废气吸收塔焊接，如薄壁不锈钢废气吸收塔的焊接。

 

 （二）材料选择与处理

1. 选用耐腐蚀性材料：根据废气的成分和性质，选择具有******耐腐蚀性的材料制作废气吸收塔。例如，对于处理酸性废气的吸收塔，可以选用不锈钢、玻璃钢等耐腐蚀性材料；对于处理碱性废气的吸收塔，可以选择镍基合金

 

、钛合金等材料。同时，还可以采用表面涂层技术，如在碳钢表面涂覆环氧树脂、聚氨酯等防腐涂料，提高废气吸收塔的耐腐蚀性。

2. 材料预处理：在焊接前，对材料进行严格的预处理，如除锈、除油、干燥等，以确保材料表面的清洁度和干燥度。例如，采用喷砂或抛丸除锈方法，可以彻底清除材料表面的铁锈和氧化皮，提高焊接接头的质量。对于一些

 

表面精度要求较高的材料，如不锈钢板，还需要进行酸洗钝化处理，以去除表面的油污和杂质，并在表面形成一层致密的钝化膜，增强材料的耐腐蚀性。

 

 （三）结构设计改进

1. ***化塔体结构：合理设计废气吸收塔的结构，减少应力集中部位。例如，在塔体的拐角处采用圆弧过渡，避免直角连接，以降低焊接接头的应力水平。同时，适当增加加强筋的数量和尺寸，提高塔体的刚性和稳定性，减少

 

在运行过程中的振动和变形。

2. 设置合理的焊缝布置：尽量避免焊缝交叉和密集分布，减少焊接应力的相互影响。例如，在塔体的纵环缝焊接时，应使纵缝和环缝错开一定的距离，避免焊缝重叠。此外，对于一些重要的焊缝，如接管与筒体的连接焊缝，

 

可以采用双面焊或带垫板的焊接工艺，提高焊缝的强度和密封性。

 

 六、结论

废气吸收塔的焊接预热及性能提升是一个综合性的技术问题，涉及到多个方面的因素。通过合理的焊接预热处理，可以有效防止冷裂纹的产生，减小焊接应力，提高焊缝质量，为废气吸收塔的性能提升奠定基础。同时，结合

 

焊接工艺***化、材料选择与处理以及结构设计改进等措施，可以进一步提高废气吸收塔的整体性能，延长其使用寿命，确保其在工业废气处理系统中稳定、可靠地运行。在实际生产中，应根据废气吸收塔的具体情况，综合考

 

虑各种因素，制定科学合理的焊接预热和性能提升方案，以满足工业生产的需求。