環形爐的特點是爐底呈環形,在爐底驅動裝置的作用下承載管坯由入料端旋轉至出料端,再由出料機從出料爐門將加熱好的管坯取出。在方矩管坯隨爐底運動過程中通過爐墻、爐頂等處的燒嘴加熱達到合格的出料溫度,并滿足溫度均勻性要求。為了達到理想的加熱質量,從熱工控制上將爐子從圓周方向上分成若干控制區,依次形成預熱段、加熱段、均熱段,各段亦可再分若干控制區以提高控制精度。其中燃料由管道系統供送,助燃空氣是由鼓風機經由換熱器加熱,再由空氣管道分配至各區燒嘴參與燃燒。而溫度的調節由自動化控制系統通過調節管道上的閥門開度實現燃料及配風的流量來實現。而燃料燃燒產生的煙氣通過煙囪排入大氣。爐底、爐墻、煙道、煙囪等是由耐火材料砌筑而成的,以達到保溫節能的效果。
與其它的爐型相比,環形爐具有以下特點:
(一)方矩管坯在爐底上間隔放置,坯料能三面受熱,加熱時間短,溫度均勻,加熱質量好;
(二)爐內方矩管坯可以出空,也可以留出不裝料的空爐底段,便于更換管坯規格,操作調度靈活;
(三)環形爐適合加熱管坯, 并能適應各種不同長度的復雜坯料組成,易于按方矩管坯規格的變化調整加熱制度;
(四)裝料、出料和爐內運轉都能自動運行,操作的機械化和自動化程度高;
(五)方矩管坯在爐底上呈輻射狀間隔布料,爐底面積的利用較差,單位爐底面積的產量較低;
(六)爐子是圓形的,占用車間面積較大,平面布置上比較困難;
(七)方矩管坯在加熱過程中隨爐底一起轉動, 與爐底之間沒有相對運動和摩擦, 氧化鐵皮不易脫落。爐子除裝出料門外無其它開口,嚴密性好,冷空氣吸入少,因而氧化燒損較少。
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船舶與海洋工程兩大體系中,大致需求三種類型的方矩管,即特殊用途的方矩管、構造中用的方矩管和常規系統中的方矩管:
(一)特殊用途的方矩管
特殊用途的方矩管是指特定工作環境和工作介質下使用的特種方矩管。海底輸油管就是典型特種方矩管,需求量較大,有強度高、公差小、抗腐蝕性好等特點。目前我國海底輸油管生產還只是處于起步階段,原因在于焊接材料、抗腐蝕性能或規格少、價格貴等方面。
(二)構造中的方矩管
海洋工程中許多構造大量采用方矩管,如導管架、水下鋼樁、隔水套管、系泊支架、直升機平臺、火炬塔架等。這類方矩管的規格多、材質高,有同徑、異徑,不同壁厚,還有大量的Y、K、T型的管節點。如導管架、鋼樁、井口隔水套等,多為大直徑尺寸的方矩管,一般都是用鋼板卷制而成。它們的材質為E36-Z35、D36-Z35、E36、D36。這類方矩管的標準已不是用YB、CB,而主要是GB712-2000。
(三)常規系統中的方矩管
不同的船舶與海洋工程,既有常規系統,又有系統。船舶使用壽命一般為20年。常規系統甚多,主要有艙底水、壓載、疏排水、測量、注入、消防、貨油、掃艙、透氣、灑水、蒸發氣、液位遙測、閥門遙控等系統,特種船舶還包括運輸、液化等系統。
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焊瘤是正常焊縫外多余的焊接金屬,我們在進行方矩管焊接時要避免出現以下三種焊瘤:
(一)仰焊焊瘤
仰焊部位的焊瘤均產生在正面。這是因為,焊接電流較大,焊條在方矩管坡口邊緣兩側的運條速度太快,而在中間較慢,并且運條幅度較小時,使中間的熔化金屬溫度過高,降低熔池結晶速度,由自重引起鐵水下墜而產生焊瘤。另外焊接電弧過長,使焊件溫度升高亦促使焊瘤的形成。
要避免產生此問題需要嚴格控制熔池溫度,選用較平焊小10%-15%的電流。焊條左右擺動應中間走快些,兩邊稍慢些,在兩側邊緣并有稍停留的時間。在進行根焊時,要注意熔池溫度,密切關注熔池形狀,如有下墜跡象應立即滅弧。讓熔池溫度下降后再引弧焊接。
(二)平焊焊瘤
在單面焊雙面成形的平焊中,根焊焊接時,由于熔池溫度過高而燒穿,使熔化鐵水下墜在焊縫背面而產生焊瘤。這種焊瘤對長輸管道的通球掃線工序危害極大,甚至造成卡球現象。
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