鋁合金材料在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，尤其在空氣分離裝置中，它是一種較常用的工藝管材。由于鋁合金材料本身的特點(diǎn)以及空分裝置生產(chǎn)工藝的特殊性，決定了鋁合金管道的清洗、脫脂、加工、組裝、焊接等工藝和要求與一般碳鋼材料不同，某些方面較碳鋼難度大得多。本文以空分裝置中常用的鋁合金管LF2為例，簡(jiǎn)要闡述鋁合金管道365JT施工的特點(diǎn)和有關(guān)365JT技術(shù)要求。
　　一、材料特性
　　鋁合金管LF2主要化學(xué)成分：含Mg為2.0％～2.8％，含Mn為0.4～1.5％，其余為Al；機(jī)械性能：在熱軋狀態(tài)下，其抗拉強(qiáng)度不小于226MPa；熔點(diǎn)約為650℃，熔化時(shí)無(wú)顏色變化。
　　二、清洗、脫脂
　　空分裝置具有低溫深冷、氧氣助燃、遇油易爆等特點(diǎn)，因此，必須對(duì)空分裝置冷箱內(nèi)管道進(jìn)行清洗脫脂處理。鋁合金管清洗脫脂程序?yàn)椋簤A洗→清水沖洗→硝酸光化→清水沖洗→脫脂→清水沖洗。
　　鋁合金管在脫脂前，必須去除管內(nèi)的贓物、垃圾等。脫脂劑嚴(yán)禁使用四氯化碳溶劑，必須用聚氯乙烯或三氯乙烯溶劑。由于脫脂劑是易燃和危險(xiǎn)性物質(zhì)，因此，在使用和儲(chǔ)存時(shí)，必須采取環(huán)境通風(fēng)、避免陽(yáng)光直接照射和加強(qiáng)勞動(dòng)者的身體保護(hù)等措施。
　　小口徑管道和配件脫脂時(shí)可采取直接浸泡在脫脂劑中的方法；大口徑管道可采用脫脂劑灌注浸泡脫脂法，脫脂中使管道反復(fù)傾斜，從而使管道脫脂充分；根據(jù)實(shí)際情況，也可采用擦洗脫脂法。經(jīng)脫脂的管道風(fēng)干后，應(yīng)及時(shí)封口，避免贓物或油污的污染。
　　經(jīng)脫脂的管道應(yīng)無(wú)脫脂劑氣味。檢查方法可用清潔干燥的白色濾紙擦抹脫脂表面，紙上無(wú)油脂痕跡和污垢為合格；也可用紫外線(xiàn)燈照射，以無(wú)紫蘭色熒光為合格。
　　三、管道制作安裝
　　空分裝置冷箱內(nèi)管道空間位置緊湊，走向復(fù)雜，管徑大小不一，這給管道安裝增加很大難度。為保證施工質(zhì)量，管道施工應(yīng)盡可能多地在冷箱外制作，然后在冷箱內(nèi)組裝。因此，在施工前，必須根據(jù)管道平、立面圖繪制管道單線(xiàn)圖，甚至有時(shí)會(huì)利用制作模型的方法，從而提高管道預(yù)制的深度、質(zhì)量和速度。
　　鋁合金管道預(yù)制需在室內(nèi)進(jìn)行。由于鋁合金較軟，其標(biāo)準(zhǔn)電位值大，為－1.67伏，因此，預(yù)制場(chǎng)地上應(yīng)鋪設(shè)4毫米厚的橡膠墊，以防產(chǎn)生電位腐蝕。鋁合金管道制作必須與碳鋼和不銹鋼等分開(kāi)。
　　鋁合金管道安裝必須按照以下原則：先大管，后小管；先下部，后上部；先主管，后輔管；先預(yù)制，后配置；加熱管與低溫管、液體容器壁面距離不小于300毫米；管道安裝從空分裝置冷箱上部開(kāi)始向下進(jìn)行。
　　鋁合金管道制作安裝使用的工具為不銹鋼絲刷、鋁制水平尺、木榔頭、尼龍繩等。在管道吊裝時(shí)，應(yīng)采取保護(hù)措施，以防止損傷管道表面，如索具外套橡皮管、索具間用支撐撐開(kāi)等方法。
　　鋁合金管坡口采用機(jī)械加工的方法。不同壁厚的對(duì)接焊應(yīng)有14°的過(guò)渡段。對(duì)接焊口裝配有以下幾點(diǎn)要求：（1）配焊口應(yīng)避免強(qiáng)制進(jìn)行，以減小焊接后產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力；（2）對(duì)口應(yīng)做到內(nèi)壁齊平，錯(cuò)邊量不得超過(guò)管壁厚度的10％，且不大于1毫米，內(nèi)壁同樣要求光潔，不得有毛刺、粒屑；（3）內(nèi)部不加襯圈焊口，要求間隙盡可能等于零，特別是仰焊部位，管內(nèi)壁應(yīng)倒1～1.5毫米的圓角；（4）使用襯圈時(shí)，襯圈必須與管壁貼緊。
    四、焊接技術(shù)
　　鋁是銀白色的輕金屬，具有良好的塑性、較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，同時(shí)還具有抗氧化和抗介質(zhì)腐蝕的能力。鋁比鋼的比熱大兩倍，導(dǎo)熱性能約大三倍，即升高同樣的溫度需要的熱量較多，而散失熱量較快。鋁極易氧化產(chǎn)生難熔的三氧化二鋁薄膜，在焊縫中容易產(chǎn)生夾雜物，從而破壞金屬的連續(xù)性和均勻性，降低機(jī)械性能和耐蝕性。因此，鋁合金管道焊接與其他材質(zhì)相比，具有特殊性和難控制性，焊接操作非常難于掌握。
　　為保證焊接質(zhì)量，焊接鋁合金的焊工均須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)，考試合格后，發(fā)上崗證書(shū)，并嚴(yán)格按焊接工藝規(guī)定上崗操作。鋁合金焊接設(shè)備采用交流鎢極手工氬弧焊機(jī)，在使用前，對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行全面檢查和調(diào)試，保證水、氣無(wú)漏、無(wú)阻，電流穩(wěn)定及高頻引弧正常，氬氣純度必須不低于99.99％。焊接環(huán)境的濕度不超過(guò)80％，并應(yīng)有防雨、防風(fēng)措施。
　　清潔的焊絲和接口是保證焊縫質(zhì)量的前提。鋁合金焊絲使用前要進(jìn)行清洗。一般處理過(guò)程為：丙酮除油→堿洗→清水沖洗→中和→烘干。接口邊緣一般用電動(dòng)刮刀將接口兩側(cè)各20毫米內(nèi)的氧化膜除去，清理后不得再接觸臟物，并盡可能當(dāng)天焊完；如隔天焊接再用不銹鋼刷除去新的氧化膜。
　　氬弧焊是焊接鋁合金較完善的焊接方法，氬弧焊可利用氬離子的陰極破碎作用，有效地去除熔池表面的氧化鋁薄膜，焊接時(shí)無(wú)熔渣，不會(huì)產(chǎn)生焊后殘?jiān)鼘?duì)接頭的腐蝕，氬氣流對(duì)焊接區(qū)域有沖刷、保護(hù)作用，使焊接接頭冷卻加快，從而改善了接頭的組織和性能。
　　鋁合金管道焊接工藝：（1）引弧時(shí)不允許鎢棒與工件接觸引弧，不得在母材或焊縫區(qū)直接進(jìn)行，應(yīng)將鎢極在引弧板上燃燒熾熱后，再到焊縫處引弧。因?yàn)槔涞逆u棒極易引起爆破噴屋造成熔池夾鎢，影響焊縫質(zhì)量；（2）熄弧操作正確與否直接影響焊縫質(zhì)量和成型美觀。因此，要求熄弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿(mǎn)，縮小熔池，避免產(chǎn)生縮孔，終點(diǎn)的結(jié)合處應(yīng)焊過(guò)20～30毫米；（3）送絲操作、焊絲的添加和焊槍的運(yùn)行動(dòng)作應(yīng)配合好，焊口表面尚未達(dá)到熔化溫度時(shí)，焊絲的末端不應(yīng)處于電弧區(qū)的氬氣保護(hù)層內(nèi)。待熔池加熱到一定的溫度，處于流動(dòng)狀時(shí)，立即將焊絲送入熔池。熔池宜小些、送絲速度可快些，尤其是不加襯圈的焊口。在局部有間隙時(shí)，則送絲速度要更快些，連續(xù)推送，否則易造成燒穿；（4）在定位焊和開(kāi)始焊接時(shí)，必須保證不燒焦或燒熔不銹鋼墊環(huán)，否則X光檢查通不過(guò)。因此在引弧時(shí)不得直接指向墊環(huán)，應(yīng)偏向一側(cè)或者對(duì)準(zhǔn)放入焊縫間隙的焊絲。形成熔池后，就可避免墊環(huán)燒穿；（5）對(duì)于單面焊的第一遍焊道必須保證焊透，透過(guò)均勻。焊工操作可觀察熔池的大小和塌落情況來(lái)判斷是否焊透；并在適當(dāng)時(shí)向熔池送入焊絲，然后慢慢移動(dòng)焊槍?zhuān)龅接卸ㄎ缓钢?，可適當(dāng)拉長(zhǎng)電弧、放慢速度，以保證焊透；（6）鋁的特點(diǎn)導(dǎo)熱快，焊接時(shí)需要的熱量較大，一般固定焊口底部的起焊點(diǎn)易產(chǎn)生未焊透的現(xiàn)象。操作時(shí)稍拉長(zhǎng)電弧做預(yù)熱動(dòng)作，待熔池加熱到一定溫度后，再加焊絲，后半圈的起點(diǎn)應(yīng)蓋過(guò)前半圈；起點(diǎn)20～30毫米長(zhǎng)的焊縫終點(diǎn)同樣焊過(guò)頭20～30毫米；（7）焊工操作時(shí)應(yīng)使焊槍、焊絲、焊口三者處于正確的空間位置；（8）搭鐵線(xiàn)應(yīng)牢固夾在工件上，不得松動(dòng)，引起電弧，擦傷工件表面。
　　鋁合金管道焊接完成后，應(yīng)先進(jìn)行焊縫質(zhì)量的外觀檢查：焊縫應(yīng)與母材表面圓滑過(guò)渡，其表面不得有裂紋、未熔合、氣孔、氧化物、夾渣及過(guò)燒等缺陷；焊縫余高、焊縫咬邊深度、表面凹陷、角焊縫的焊角高度等均應(yīng)符合規(guī)范要求。焊縫經(jīng)過(guò)外觀檢查合格后，方可進(jìn)行X光射線(xiàn)探傷。
　　上鋼三廠1萬(wàn)立方/小時(shí)空分裝置冷箱內(nèi)約4公里工藝管道采用的是鋁合金管LF2，該管道施工采用的即本文所述的施工工藝和有關(guān)技術(shù)。該裝置開(kāi)車(chē)后，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到365JT設(shè)計(jì)要求。



作者：上海市安裝工程有限公司  謝駿