环形炉的特点是炉底呈环形,在炉底驱动装置的作用下承载管坯由入料端旋转至出料端,再由出料机从出料炉门将加热好的管坯取出。在方矩管坯随炉底运动过程中通过炉墙、炉顶等处的烧嘴加热达到合格的出料温度,并满足温度均匀性要求。为了达到理想的加热质量,从热工控制上将炉子从圆周方向上分成若干控制区,依次形成预热段、加热段、均热段,各段亦可再分若干控制区以提高控制精度。其中燃料由管道系统供送,助燃空气是由鼓风机经由换热器加热,再由空气管道分配至各区烧嘴参与燃烧。而温度的调节由自动化控制系统通过调节管道上的阀门开度实现燃料及配风的流量来实现。而燃料燃烧产生的烟气通过烟囱排入大气。炉底、炉墙、烟道、烟囱等是由耐火材料砌筑而成的,以达到保温节能的效果。
与其它的炉型相比,环形炉具有以下特点:
(一)方矩管坯在炉底上间隔放置,坯料能三面受热,加热时间短,温度均匀,加热质量好;
(二)炉内方矩管坯可以出空,也可以留出不装料的空炉底段,便于更换管坯规格,操作调度灵活;
(三)环形炉适合加热管坯, 并能适应各种不同长度的复杂坯料组成,易于按方矩管坯规格的变化调整加热制度;
(四)装料、出料和炉内运转都能自动运行,操作的机械化和自动化程度高;
(五)方矩管坯在炉底上呈辐射状间隔布料,炉底面积的利用较差,单位炉底面积的产量较低;
(六)炉子是圆形的,占用车间面积较大,平面布置上比较困难;
(七)方矩管坯在加热过程中随炉底一起转动, 与炉底之间没有相对运动和摩擦, 氧化铁皮不易脱落。炉子除装出料门外无其它开口,严密性好,冷空气吸入少,因而氧化烧损较少。
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船舶与海洋工程两大体系中,大致需求三种类型的方矩管,即特殊用途的方矩管、构造中用的方矩管和常规系统中的方矩管:
(一)特殊用途的方矩管
特殊用途的方矩管是指特定工作环境和工作介质下使用的特种方矩管。海底输油管就是典型特种方矩管,需求量较大,有强度高、公差小、抗腐蚀性好等特点。目前我国海底输油管生产还只是处于起步阶段,原因在于焊接材料、抗腐蚀性能或规格少、价格贵等方面。
(二)构造中的方矩管
海洋工程中许多构造大量采用方矩管,如导管架、水下钢桩、隔水套管、系泊支架、直升机平台、火炬塔架等。这类方矩管的规格多、材质高,有同径、异径,不同壁厚,还有大量的Y、K、T型的管节点。如导管架、钢桩、井口隔水套等,多为大直径尺寸的方矩管,一般都是用钢板卷制而成。它们的材质为E36-Z35、D36-Z35、E36、D36。这类方矩管的标准已不是用YB、CB,而主要是GB712-2000。
(三)常规系统中的方矩管
不同的船舶与海洋工程,既有常规系统,又有系统。船舶使用寿命一般为20年。常规系统甚多,主要有舱底水、压载、疏排水、测量、注入、消防、货油、扫舱、透气、洒水、蒸发气、液位遥测、阀门遥控等系统,特种船舶还包括运输、液化等系统。
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焊瘤是正常焊缝外多余的焊接金属,我们在进行方矩管焊接时要避免出现以下三种焊瘤:
(一)仰焊焊瘤
仰焊部位的焊瘤均产生在正面。这是因为,焊接电流较大,焊条在方矩管坡口边缘两侧的运条速度太快,而在中间较慢,并且运条幅度较小时,使中间的熔化金属温度过高,降低熔池结晶速度,由自重引起铁水下坠而产生焊瘤。另外焊接电弧过长,使焊件温度升高亦促使焊瘤的形成。
要避免产生此问题需要严格控制熔池温度,选用较平焊小10%-15%的电流。焊条左右摆动应中间走快些,两边稍慢些,在两侧边缘并有稍停留的时间。在进行根焊时,要注意熔池温度,密切关注熔池形状,如有下坠迹象应立即灭弧。让熔池温度下降后再引弧焊接。
(二)平焊焊瘤
在单面焊双面成形的平焊中,根焊焊接时,由于熔池温度过高而烧穿,使熔化铁水下坠在焊缝背面而产生焊瘤。这种焊瘤对长输管道的通球扫线工序危害极大,甚至造成卡球现象。
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