廢氣吸收塔焊接預熱及性能提升

 

摘要： 本文詳細闡述了廢氣吸收塔焊接過程中預熱的重要性、方法以及如何通過預熱和其他相關措施來提升廢氣吸收塔的性能。通過對焊接預熱的深入分析，包括預熱溫度的確定、預熱方式的選擇等，以及探討焊接工藝***化

 

、材料選擇與處理、結構設計改進等方面對性能提升的作用，旨在為廢氣吸收塔的制造和維護提供全面的技術參考，以確保其在廢氣處理系統中穩定、高效地運行，減少廢氣泄漏和腐蝕等問題，延長設備使用壽命并降低運行

 

成本。

 

 一、引言

廢氣吸收塔在工業廢氣處理中起著至關重要的作用，它能夠有效去除廢氣中的有害物質，使其達到排放標準。然而，廢氣吸收塔的焊接質量直接影響其整體性能和使用壽命。由于廢氣吸收塔通常處于復雜的工作環境，如高溫

 

、高濕度、腐蝕性氣體等條件下，焊接部位容易出現缺陷，導致廢氣泄漏、腐蝕加劇等問題。因此，在焊接過程中進行適當的預熱處理，并采取一系列性能提升措施，對于保證廢氣吸收塔的可靠性和有效性具有重要意義。

 

 二、廢氣吸收塔焊接預熱的重要性

 

 （一）防止冷裂紋產生

在焊接過程中，由于快速冷卻，焊縫金屬和熱影響區可能產生較***的淬硬傾向，形成馬氏體等脆性組織，從而在焊接應力的作用下容易產生冷裂紋。預熱可以降低焊接接頭的冷卻速度，減少淬硬組織的形成，有效防止冷裂紋

 

的產生。例如，對于一些碳鋼和低合金鋼材質的廢氣吸收塔，若不進行預熱，焊接后可能在焊縫附近出現縱向或橫向的冷裂紋，嚴重影響設備的強度和密封性。

 

 （二）減小焊接應力

焊接時，局部加熱會導致工件產生不均勻的熱膨脹，從而在焊縫周圍產生較***的焊接應力。這些應力不僅可能導致焊縫開裂，還會影響廢氣吸收塔的整體結構穩定性。通過預熱，可以使工件整體溫度升高，減小溫差，進而降

 

低焊接應力。例如，采用整體預熱的方式，可以使廢氣吸收塔的筒體和封頭等部件在焊接前達到相對均勻的溫度，減少因溫度差異產生的應力集中現象。

 （三）提高焊縫質量

預熱有助于改善焊縫的成形和力學性能。合適的預熱溫度可以使焊縫金屬的流動性更***，有利于氣體逸出，減少氣孔和夾渣等缺陷的產生。同時，預熱還能使母材和焊材的成分更***地融合，提高焊縫的韌性和抗疲勞性能。例

 

如，在不銹鋼廢氣吸收塔的焊接中，預熱可以促進奧氏體組織的穩定形成，增強焊縫的耐腐蝕性和強度。

 

 三、廢氣吸收塔焊接預熱的方法

 

 （一）火焰預熱

火焰預熱是一種傳統的預熱方法，通常使用氧乙炔焰或其他燃氣火焰對焊接部位進行加熱。這種方法操作簡單、成本較低，適用于小型廢氣吸收塔或局部焊接部位的預熱。例如，在對廢氣吸收塔的接管與筒體的角焊縫焊接前

 

，可以使用火焰噴槍圍繞焊縫進行均勻加熱，使焊接區域達到預定的預熱溫度。但火焰預熱也存在一些缺點，如溫度控制精度相對較低，加熱不均勻，容易造成局部過熱，且對操作人員的技術水平要求較高。

 

 （二）電加熱預熱

電加熱預熱具有溫度控制***、加熱均勻等***點，廣泛應用于廢氣吸收塔的焊接預熱。常見的電加熱方式有電阻加熱、感應加熱和紅外線加熱等。電阻加熱是通過電流流過電阻元件產生熱量來加熱工件，適用于較小尺寸的廢

 

氣吸收塔部件或薄板結構。感應加熱則是利用電磁感應原理，在工件中產生感應電流，從而將電能轉化為熱能進行加熱。這種方法加熱速度快、效率高，且可以實現局部***加熱，常用于厚壁廢氣吸收塔的筒體縱環縫焊接預

 

熱。紅外線加熱是借助紅外線輻射來加熱工件，具有清潔、無污染的***點，適用于各種形狀和尺寸的廢氣吸收塔，尤其對于一些表面形狀復雜的部件，如帶有加強筋或內件的塔體，能夠實現較為均勻的加熱。

 

 （三）加熱爐預熱

對于***型廢氣吸收塔或批量生產的小型廢氣吸收塔，采用加熱爐預熱是一種較為理想的方法。將廢氣吸收塔整體放入加熱爐中，通過控制爐內溫度，使塔體均勻受熱。加熱爐預熱能夠保證工件各個部位的溫度一致性***，預熱

 

質量高，但設備投資較***，能耗相對較高，且占用場地較***。例如，在一些化工機械制造企業，對于批量生產的標準化廢氣吸收塔，會采用專用的加熱爐進行預熱處理，以確保產品質量的穩定性。

 

 四、廢氣吸收塔焊接預熱溫度的確定

 

 （一）影響因素

1. 材料***性：不同材質的廢氣吸收塔對預熱溫度的要求不同。一般來說，碳鋼的淬硬傾向相對較小，預熱溫度可以較低；而低合金鋼、不銹鋼等材料的淬硬傾向較***，需要較高的預熱溫度。例如，對于常見的 Q235 碳鋼廢氣

 

吸收塔，預熱溫度一般在 100 - 150℃之間；而對于 16Mn 低合金鋼廢氣吸收塔，預熱溫度可能需要達到 150 - 200℃。

2. 焊接方法：手工電弧焊、氣體保護焊、埋弧焊等不同的焊接方法，由于其熱輸入和焊接速度的差異，對預熱溫度的要求也有所不同。手工電弧焊熱輸入相對較***，焊接速度較慢，預熱溫度可以適當降低；而氣體保護焊和埋

 

弧焊熱輸入相對較小，焊接速度較快，為了減少冷裂紋的產生，可能需要較高的預熱溫度。

3. 焊件厚度：焊件厚度越***，散熱越快，焊接接頭的冷卻速度越***，因此需要更高的預熱溫度。例如，對于厚度小于 10mm 的廢氣吸收塔薄板焊接，預熱溫度可以在 80 - 120℃；而對于厚度***于 20mm 的厚板焊接，預熱溫

 

度可能需要提高到 150 - 250℃。

4. 環境溫度：環境溫度越低，焊件的散熱越快，焊接接頭的冷卻速度越***，為了保證焊接質量，需要適當提高預熱溫度。在寒冷的冬季施工時，廢氣吸收塔的焊接預熱溫度要比在常溫環境下高出 20 - 30℃。

 

 （二）確定方法

1. 經驗數據法：根據以往類似材質和結構的廢氣吸收塔焊接經驗數據來確定預熱溫度。例如，對于某種***定型號的不銹鋼廢氣吸收塔，在長期的生產過程中積累了豐富的焊接數據，可以根據這些數據確定在不同焊接條件下的

 

預熱溫度范圍。但這種方法存在一定的局限性，對于新材料或新結構的產品，可能無法準確確定預熱溫度。

2. 試驗法：通過進行焊接工藝評定試驗來確定合適的預熱溫度。在試驗過程中，制作相同材質和結構的試件，分別在不同的預熱溫度下進行焊接，然后對焊縫進行無損檢測、力學性能測試等，觀察焊縫的質量和性能指標，從

 

而確定***的預熱溫度。這種方法雖然較為準確，但需要耗費***量的時間和精力進行試驗。

3. 理論計算法：根據材料的化學成分、焊接參數、焊件厚度等因素，通過理論公式計算出預熱溫度。例如，采用碳當量法來計算鋼材的淬硬傾向，進而確定預熱溫度。但理論計算法需要考慮的因素較多，計算過程較為復雜，

 

且計算結果可能與實際情況存在一定偏差，因此在實際生產中通常作為輔助方法與其他方法結合使用。

 

 五、廢氣吸收塔性能提升的其他措施

 

 （一）焊接工藝***化

1. 選擇合適的焊接參數：根據廢氣吸收塔的材質、厚度和焊接方法，合理選擇焊接電流、電壓、焊接速度等參數。例如，對于不銹鋼廢氣吸收塔的氬弧焊焊接，應選擇合適的焊接電流和氬氣流量，以保證焊縫的成形******和質

 

量穩定。過***的焊接電流可能導致焊縫燒穿，而過小的電流則會使焊縫未焊透，影響設備的密封性。

2. 采用先進的焊接技術：如脈沖氬弧焊、激光焊等先進焊接技術可以顯著提高焊接質量。脈沖氬弧焊可以通過控制脈沖參數，***控制焊接熱輸入，減少焊接變形和熱影響區寬度，提高焊縫的韌性和抗疲勞性能。激光焊具有

 

能量密度高、焊接速度快、焊縫深寬比***等***點，適用于一些高精度、高性能要求的廢氣吸收塔焊接，如薄壁不銹鋼廢氣吸收塔的焊接。

 

 （二）材料選擇與處理

1. 選用耐腐蝕性材料：根據廢氣的成分和性質，選擇具有******耐腐蝕性的材料制作廢氣吸收塔。例如，對于處理酸性廢氣的吸收塔，可以選用不銹鋼、玻璃鋼等耐腐蝕性材料；對于處理堿性廢氣的吸收塔，可以選擇鎳基合金

 

、鈦合金等材料。同時，還可以采用表面涂層技術，如在碳鋼表面涂覆環氧樹脂、聚氨酯等防腐涂料，提高廢氣吸收塔的耐腐蝕性。

2. 材料預處理：在焊接前，對材料進行嚴格的預處理，如除銹、除油、干燥等，以確保材料表面的清潔度和干燥度。例如，采用噴砂或拋丸除銹方法，可以徹底清除材料表面的鐵銹和氧化皮，提高焊接接頭的質量。對于一些

 

表面精度要求較高的材料，如不銹鋼板，還需要進行酸洗鈍化處理，以去除表面的油污和雜質，并在表面形成一層致密的鈍化膜，增強材料的耐腐蝕性。

 

 （三）結構設計改進

1. ***化塔體結構：合理設計廢氣吸收塔的結構，減少應力集中部位。例如，在塔體的拐角處采用圓弧過渡，避免直角連接，以降低焊接接頭的應力水平。同時，適當增加加強筋的數量和尺寸，提高塔體的剛性和穩定性，減少

 

在運行過程中的振動和變形。

2. 設置合理的焊縫布置：盡量避免焊縫交叉和密集分布，減少焊接應力的相互影響。例如，在塔體的縱環縫焊接時，應使縱縫和環縫錯開一定的距離，避免焊縫重疊。此外，對于一些重要的焊縫，如接管與筒體的連接焊縫，

 

可以采用雙面焊或帶墊板的焊接工藝，提高焊縫的強度和密封性。

 

 六、結論

廢氣吸收塔的焊接預熱及性能提升是一個綜合性的技術問題，涉及到多個方面的因素。通過合理的焊接預熱處理，可以有效防止冷裂紋的產生，減小焊接應力，提高焊縫質量，為廢氣吸收塔的性能提升奠定基礎。同時，結合

 

焊接工藝***化、材料選擇與處理以及結構設計改進等措施，可以進一步提高廢氣吸收塔的整體性能，延長其使用壽命，確保其在工業廢氣處理系統中穩定、可靠地運行。在實際生產中，應根據廢氣吸收塔的具體情況，綜合考

 

慮各種因素，制定科學合理的焊接預熱和性能提升方案，以滿足工業生產的需求。