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关键词: 管道焊接 ;TIG;承压管道;
中图分类号:P755.1文献标识码: A
一、管道焊接技术发展概况及现状
电力系统各发电企业在安装及检修锅炉时,对于这类小直径的薄壁管,从建国前到20世纪70年代,普遍采用氧乙炔气焊,部分采用焊条电弧焊。锅炉制造厂对于这类焊口,除部分采用接触焊外,也大量采用氧乙炔气焊及焊条电弧焊。采用氧乙炔气焊焊接锅炉受热面管子,热量不集中,接头热影响区大,过热严重,塑性及韧性差。若焊工操作不当,火焰撤离熔池的速度过快,还容易产生缩孔。因此,锅炉运行时,往往在受热面管子气焊焊口的接头处出现渗漏。
二、TIG焊接技术的优点
① TIG焊的金属材料在品种和数量上实际上是不受限制的,它们在形状和形式、面积和其它尺寸、结合强度和使用性能上有许多特点,这一切决定了TIG焊接技术在金属材料的焊接中有许多卓越成效的应用。
②Ar是最稳定的惰性气体之一,保护效果好。气保护代替了渣保护,焊缝干净无渣。惰性气体氩在熔池和电弧周围形成一个封闭气流,有效的防止外界有害气体的侵入,从而获得高质量的焊接接头。
③TIG焊电弧受氩气流的压缩和冷却作用,电弧集中,可保证焊缝根部焊透,接头热影响区小,焊件变形及裂纹倾向小。特别适用于焊接空淬倾向大的钢材。
④Ar不溶于金属,不与金属发生反应,故一般不会出现合金元素烧损。TIG焊缝特别纯净,所焊管子接头管内无焊渣。焊缝质量比氧乙炔气焊及焊条电弧焊都好。
⑤ 明弧焊接,熔池清晰可见,操作容易掌握,易实现自动化。
⑥氩气流对焊接区域又冲刷作用,使焊接接头冷却速度加快,可以改善接头的组织和性能,并能减少焊件焊后残余变形。
⑦Ar是单原子气体,热容量小,导热效率低,热量消耗少,对电弧稳定燃烧十分有利,即使在小电流和长弧的条件下,电弧仍很稳定,操作方便,焊缝质量容易控制,适用于小径管子难焊位置的全位置焊接。
由于TIG焊焊接质量好,操作容易,近几年来,已成为各发电企业在安装及检修锅炉时焊接受热面管子的常用方法。在现场检修条件下,受焊接位置及操作空间限制,普遍采用的工艺方法是TIG焊打底焊条电弧焊盖面或采用TIG全氩弧焊。
三、承压管道的焊接
电力系统各单位焊接承压管道,过去主要采用焊条电弧焊打底并盖面的对接方法,容易产生根部未焊透、夹渣等缺陷,对机组安全运行威胁很大。电力系统曾多次发生焊口折断、爆破事故,分析事故原因,多与焊缝根部严重未焊透有关。近几年来国外的电站机组在施工焊接中,对焊口一律要求全部焊透。在我国,已在电力系统推广应用于焊接高压机组的主汽、主给水、再热段、冷段、联箱管座及汽机系统管道。
3.1、管道焊口的TIG焊接技术
①焊接设备及器具:焊接电源、焊枪、供气系统、冷却系统及焊接控制系统等部分。
②电源:TIG焊接电源有交流和直流两种。交流电源用于焊接铝及其合金、镁及其合金。焊接碳钢、合金钢、钛及其合金、铜及其合金均采用直流电源。
③焊枪:TIG焊焊枪由喷嘴、钨极夹、导线、气管、水管、控制钮等组成,它起着夹持电极、传导电流、输送氩气及控制整机工作系统的作用,焊枪有自冷式和水冷式两种。
3.2、焊接材料:钨极氩弧焊所用材料包括钨极、氩气及填充材料
①钨极:常用钨极有铈钨极和钍钨极。
②Ar:Ar中或多或少地含有02,N ,CO:及水分等杂质,对Ar保护的效果有一定的影响。所焊金属材料化学性质愈活泼,影响愈大。焊接不同的金属,对Ar纯度的要求是不同的。
③ 填充材料:钨极氩弧焊用的填充材料有焊丝和可熔环两种。
a、氩弧焊焊丝: 管道焊口打底焊推荐采用2.5 mm焊丝。对于管壁特别薄的
小直径管子也有用2.0 mm焊丝的。
b、可熔环有蘑菇状及矩形两种。管道焊口打底焊时,装配于对口间隙中,
经钨极电弧加热熔化与两侧坡口焊合在一起形成打底焊缝。
3.3、焊接工艺
要获得优质的打底焊缝,除应经常保持焊接设备处于正常状态及选用合适的焊接材料外,还需要采取合理的工艺,并由技术水平较高的合格焊工进行操作。
① 挡风及清洁要求
氩弧焊接场所必须要有可靠的挡风措施,并防止管内穿堂风,以免影响保护效果。填充材料及管口内外侧10-15mm范围内的油、污、铁锈等杂物应清除干净,直至露出金属光泽。必要时,可用丙酮清洗.
② 焊口内壁充氩保护
对低碳钢及低合金热强钢管道焊口进行氩弧焊打底时,管内可以不充氩保护;而对于高合金热强钢及奥氏体不锈钢管道焊口,则必须充氩保护。充氩有两种方式:一种是整条管道充满氩,适用于直径很小的管子,如不锈钢取样管。直径较大的管道通常采用可溶纸或安装活塞于焊口两侧管子内,形成一个小气室仅在气室内充氩。为防止氩从对口间隙中大量泄漏,焊前需在间隙中嵌入一圈石棉绳或粘上一圈胶带,焊接过程中随时将有碍施焊的部分扯去。打底焊结束时,迅速拔出氩气管并补好洞眼。作为气室壁的可溶纸在焊口热处理时被烧成灰烬,水压试验后随水排除。内壁充亚气流量随气室大小及漏气程度而变化,以达到既保护良好,又不致因流量太大而引起焊缝内凹为宜。
③ 坡口形式及尺寸
坡口形式尺寸及管端装配间隙对焊缝的质量及根部裂纹倾影响很大。常用坡口形式有v形、U形、双v形等, 管端装配留有一定间隙。
④ 钨极端部形状
钨极端部形状对电弧稳定和焊缝成形都有很大影响,较为理想的形状是钨极末端磨成钝角或带有平顶的锥形。这样可以使电弧燃烧稳定,弧柱扩散减少,对焊件的加热集中。钨极端部不应磨得太尖,以免碰断造成焊缝夹钨缺陷。
⑤ 焊口装配点焊
管子焊口一般采取夹具装配,并在根部点焊固定。对水平焊口,直径≤60mm的管子可只在平焊位置点焊1处,长度约l0—20mm;直径>159 mm 的管子,一般在平焊及立焊位置点焊3处,焊点长约30~50mm。垂直焊口的定位焊点数与水平焊相同,点焊位置根据具体情况确定。所用焊丝、焊接工艺以及对焊工技术水平的要求均与正式焊接时相同。
⑥焊前预热
氩弧焊焊缝比较纯净,并且低氢,一般可以不预热,但是在冬季施工或厚壁管件焊接时若不预热,可能在打底焊缝上产生裂纹。可视直径或壁厚不同选定预热参数。
⑦始焊及停焊
始焊时需提前送氩,停焊时则需滞后断氩,以保护焊缝免受周围空气侵害。引弧要在坡口内进行。采取接触法引弧时,操作要稳、轻、快,防止钨极端部烧损碰断而产生夹钨现象。停焊收弧时要多加些焊丝,填满弧坑。将电弧引至坡口边缘再熄弧:收弧和接头处质量往往较差,焊接过程应尽量避免停弧、减少接头数量。
⑧ 填丝操作方法
内填丝操作法,就是焊丝从对口间隙伸入管内,电弧在管外坡口上燃烧,焊丝在管内熔化,整个焊接过程分段进行。该操作方法有两个优点:一是打底缝背面均匀地略为凸起,仰焊部分不会出现内凹;二是特别适用于锅炉密排管困难位置焊接。但操作时,要求对口间隙大,采用2.5 mm 焊丝时,间隙达3 mm 以上,填丝量较大,焊接速度相应地慢些。
外填丝法焊接时,焊口装配间隙较小,操作要求稳且快对于小直径厚壁管,间隙等于或稍小于焊丝直径,操作时焊枪基本上不做横向摆动。对于大直径厚壁管,间隙稍大于焊丝直径,操作时焊枪摆动。在操作熟练的情况下,打底焊缝背面成形也很均匀,并且仰焊部位不内凹。这种操作法的优点是填丝量较少,焊接速度快。但对于焊接位置特别困难的锅炉密排管焊口,有时外填丝操作相当困难,则宜采用内、外填丝相结合的方法进行焊接。焊接锅炉排管时,管间部位质量最难保证,一般由两名焊工对称施焊。
3.4、其他注意事项
① 焊接过程中一切主要受力的对口器具不许拆除,以免外力使打底焊缝开裂。
②打底焊即将结束时,应仔细观察焊缝背面成形情况,发现问题及时处理。整圈打底焊结束后,应进行外观检查,必要时进行磁粉探伤或着色检查。检查合格后及时进行焊条电弧焊盖面,防止产生裂纹。
③ 氩弧焊打底焊缝比较薄,因此,后续的第l层焊条电弧焊应采用小直径电焊条。
四、结语
应用TIG焊接工艺,可以解决焊缝底部未焊透问题,提高焊缝无损检验一次合格率,有效地保证焊接质量,应用效果理想。在电站安装及检修中值得应用、推广。
参考文献
关键词:压力管道;焊接技术;质量控制
目前,随着社会经济的不断发展和人民生活水平的日渐提高,压力管道的应用范围和数量也日益的广泛和增多,这也使得其对焊接技术的要求也越来越高。良好的管道焊接质量,不仅能够确保压力管道的正常运行和应用,还能够有效的延长压力管道的使用寿命,提高管道运行的安全性和可靠性。文章就压力管道焊接技术的相关要点进行简单的分析和总结,并研究和探讨加强压力管道焊接质量的措施,从而更好的保障压力管道的运行安全和使用性能,促进和推动我国管道行业的不断发展。
1 压力管道的焊接技术
在压力管道的安装工程中,主要的焊接技术包括有:
1.1 组对和定位
焊接人员在进行焊接作业前,要首先选择恰当的接头,保证其同钝边大小、坡口形式以及组对间隙之间的合适,从而更好的提高焊接的质量,防止在管道接头的背面出现焊瘤、内凹、未焊透等问题。
1.2 填充层
在进行焊接前,焊接人员要首先清理干净打底层的焊渣。在焊接过程中,焊接人员要严格的遵循中间稍快、两侧稍慢的焊接原则对运条进行摆动,以确保填充层焊道的平坦性。要保证坡口的两侧不产生夹角 (深沟),并防止出现层间夹渣等问题。焊接人员要注意均匀的摆动焊条,并确保施焊电弧的短小,以便于提高熔池温度,尽量的融化前一层残留在焊道上面的气孔、残渣等,防止气孔、夹渣等问题的出现。
1.3 打底层
在进行打底层的焊接时,要采用长弧先进行焊点的预热,在坡口出现汗珠状铁水时立即将电弧压低,并自右向左的来回横摆。向下进行灭弧,并形成首个熔池座。在二次起弧时,要将电弧尽量的对准坡口的内角,并往上顶焊条,确保电弧能够完全的在管壁内部,从而尽可能的防止管壁背面出现凹陷。
1.4 盖面层
焊接人员在进行盖面层的焊接作业时,应采取同填充层焊接相同的技术方法进行操作。在摆动焊条时要注意均匀性,以确保焊缝成形时的美观。同时,要确保焊缝的余高在2mm左右,盖面焊道的两侧超出坡口的边缘约2mm。
1.5 封底层
在盖面层的焊接完成后,要重新熔化压力管内的焊道,并进行封底焊接处理,以便于使压力管内部的焊缝在高低、宽窄方面保持一致性,从而确保焊接的圆滑过渡和成形美观。同时,还要消除压力管道中焊道上存在的缩孔、焊瘤、凹陷等问题。
1.6 焊接后
在压力管道的焊接完成后,焊接人员要严格的按照相应规定对焊接项目进行压力试验、X光探伤检验以及焊口防腐蚀处理等等检验,确保焊接项目的质量。
2 压力管道焊接质量的控制措施
对压力管道焊接质量的管理和控制主要可以通过以下几个方面的措施来实现,具体方法体现为:
2.1 建立健全焊接质量管理制度
焊接单位要建立健全相关的焊接作业质量管理制度体系,根据压力管道焊接技术质量要求,结合自身施工水平和实际情况,编制具有针对性的施工质量管理规章制度,并严格的控制和规范作业人员的施工行为。要积极的推行和落实焊接质量管理责任制度,将焊接任务细化到具体的环节和个人,从而确保当出现质量问题时能够迅速的找到负责的个人或班组。同时,要大力加强奖惩制度的实行,对焊接质量优秀的班组(个人)进行奖励,对焊接质量较差的班组(个人)进行相应的惩罚,从而使工人能够通过一系列良性的竞争措施达到提高焊接质量的效果。此外,还要不断加强对焊接质量的监督管理力度,通过制定严格、科学、规范、合理的质量监督控制机制,全面落实和推行焊接作业全过程的质量监管,从而确保压力管道焊接作业的水平和质量。
2.2 加强准备阶段的质量控制
在实施焊接前,焊接人员要根据压力管道的具体情况严格、规范的编写相应的焊接指导说明书、制定科学的焊接方案、拟定相应的焊接技术方法,并填写相关的焊工工艺卡。对于首次进行焊接的材料、钢种以及采用的技术工艺,要首先进行严格的工艺评定,待通过评定后方可进行焊接施工。
2.3 加强焊接阶段的质量控制
焊接单位要加强对焊接作业过程中五大施工要素(人员、材料、机械、方法和环境)的质量管理和控制,从而确保焊接项目的整体质量。具体包括:
2.3.1 加强人员组织管理。焊接单位要不断强化对焊接一线工人、管理人员、技术人员等的组织管理和行为规范,定期的对他们进行相应的职业培训,不断提高焊接人员在作业过程中的质量意识和安全意识,加强他们的专业技术能力、职业道德水平和劳动纪律素质,从而更好确保人员组织的有效性和安全性。
2.3.2 加强材料质量管理。焊接单位要加强对焊接材料在构配件、原材料、半成品以及成品等方面的质量控制和管理。严格的落实材料在入场时的验收检查制度,并对入库材料进行全面、严格、详细的质量检测和记录标识,从而有效的在源头上消除焊接质量隐患。
2.3.3 加强机械质量控制。焊接单位要对焊接仪器、设备、工具等进行定期的科学保养和正确维修,对损坏、落后或存在安全隐患的工具设备要进行及时的更换,以便于使焊接设备能够始终处在良好的运行状态。
2.3.4 加强工艺方法的质量管理。焊接单位要重点加强对焊接方案、设计组织、作业流程以及技术工艺等方面的质量和管理,确保焊接工人能够严格的按照工艺要求和标准进行作业。
2.3.5 加强环境质量控制。焊接人员要对焊接施工现场以及周围的环境进行预先的了解和熟悉,并在焊接过程中注意对污染的控制,提高环境保护意识。
2.4 加强焊后的质量控制
焊接人员在完成焊接项目后,要进行全面、详细的质量检查。包括焊缝的表面质量检验、无损检测、耐压试验等等。要依照国家颁布的行业现行技术指标对焊接工程进行严格的评定,其评定的内容主要包括:有无气孔、裂纹、夹渣、弧坑等缺陷;有无飞溅物和熔渣等;焊缝余高和咬边是否符合标准等。并对管道的材质、编号、规格、焊工代号、焊口位置等情况进行无损检测。对发现问题的要及时的进行返工处理,并在二次检测合格后方可完工。
3 结束语
在压力管道的焊接项目中,其各节点、环节的作业是紧密联系、环环相扣的,因此,焊接单位必须要加强焊接全过程的质量控制,严格焊接作业流程,规范工人作业行为,并大力加强对焊接作业的全程质量监督和控制,从而更好的确保压力管道焊接项目的质量和水平。
参考文献
[1]袁淑娟.概论关于压力管道焊接质量的控制技术[J].黑龙江科技信息,2012(25).
[2]刘建.316Lmod高压管道焊接工艺和质量控制全面融合的研究[J].中国石油和化工标准与质量,2011(11).
[3]于秀兰.浅析压力管道焊接过程的质量控制及预防措施[J].现代制造技术与装备,2009(01).
[4]贾猛.压力管道焊接技术与质量控制探析[J].江西建材,2013(1).
【关键词】压力管道;焊接技术;质量控制
随着石油和天然气管道运输的方便、快速、经济和有效的运输,因此对管道施工中常见的问题进行研究是十分有必要的。管需要运行时间长,适应环境更复杂的强度,耐腐蚀严重,因此需要提高焊接技术。此外,在工程施工的安全工程和质量一直是一个非常重要的问题。管组、焊接质量直接影响到穿介质速度、流量、管道和安全运行。因此压力管道焊接质量有非常严格的要求,除了要求完全穿透焊缝,耐腐蚀的压力管道,也有具体的焊接表面上的焊缝质量标准,表面的焊缝(内部和外部) 应该是光滑的,统一的,应无明显的不均匀的焊缝。焊接过程控制,质量保证安装压力管道工程中扮演着重要的角色。因此,控制压力管道工程的焊接质量的关键是管道的安装质量控制。
1 压力管道的焊接技术
在压力管道的安装工程中,主要的焊接技术包括有:
1.1 组对和定位
焊接人员在进行焊接作业前,要首先选择恰当的接头,保证其同钝边大小、坡口形式以及组对间隙之间的合适,从而更好的提高焊接的质量,防止在管道接头的背面出现焊瘤、内凹、未焊透等问题。
1.2 填充层
在进行焊接前,焊接人员要首先清理干净打底层的焊渣。在焊接过程中,焊接人员要严格的遵循中间稍快、两侧稍慢的焊接原则对运条进行摆动,以确保填充层焊道的平坦性。要保证坡口的两侧不产生夹角(深沟),并防止出现层间夹渣等问题。焊接人员要注意均匀的摆动焊条,并确保施焊电弧的短小,以便于提高熔池温度,尽量的融化前一层残留在焊道上面的气孔、残渣等,防止气孔、夹渣等问题的出现。
1.3 打底层
在进行打底层的焊接时,要采用长弧先进行焊点的预热,在坡口出现汗珠状铁水时立即将电弧压低,并自右向左的来回横摆。向下进行灭弧,并形成首个熔池座。在二次起弧时,要将电弧尽量的对准坡口的内角,并往上顶焊条,确保电弧能够完全的在管壁内部,从而尽可能的防止管壁背面出现凹陷。
1.4 盖面层
焊接人员在进行盖面层的焊接作业时,应采取同填充层焊接相同的技术方法进行操作。在摆动焊条时要注意均匀性,以确保焊缝成形时的美观。同时,要确保焊缝的余高在2mm左右,盖面焊道的两侧超出坡口的边缘约2mm。
1.5 封底层
在盖面层的焊接完成后,要重新熔化压力管内的焊道,并进行封底焊接处理,以便于使压力管内部的焊缝在高低、宽窄方面保持一致性,从而确保焊接的圆滑过渡和成形美观。同时,还要消除压力管道中焊道上存在的缩孔、焊瘤、凹陷等问题。
1.6 焊接后
在压力管道的焊接完成后,焊接人员要严格的按照相应规定对焊接项目进行压力试验、X光探伤检验以及焊口防腐蚀处理等等检验,确保焊接项目的质量。
2 压力管道焊接质量的控制措施
对压力管道焊接质量的管理和控制主要可以通过以下几个方面的措施来实现,具体方法体现为:
2.1 建立健全焊接质量管理制度
焊接单位要建立健全相关的焊接作业质量管理制度体系,根据压力管道焊接技术质量要求,结合自身施工水平和实际情况,编制具有针对性的施工质量管理规章制度,并严格的控制和规范作业人员的施工行为。要积极的推行和落实焊接质量管理责任制度,将焊接任务细化到具体的环节和个人,从而确保当出现质量问题时能够迅速的找到负责的个人或班组。同时,要大力加强奖惩制度的实行,对焊接质量优秀的班组(个人)进行奖励,对焊接质量较差的班组(个人)进行相应的惩罚,从而使工人能够通过一系列良性的竞争措施达到提高焊接质量的效果。此外,还要不断加强对焊接质量的监督管理力度,通过制定严格、科学、规范、合理的质量监督控制机制,全面落实和推行焊接作业全过程的质量监管,从而确保压力管道焊接作业的水平和质量。
2.2 加强准备阶段的质量控制
在实施焊接前,焊接人员要根据压力管道的具体情况严格、规范的编写相应的焊接指导说明书、制定科学的焊接方案、拟定相应的焊接技术方法,并填写相关的焊工工艺卡。对于首次进行焊接的材料、钢种以及采用的技术工艺,要首先进行严格的工艺评定,待通过评定后方可进行焊接施工。在目前的施工中,对于电弧能否稳定的进行燃烧和处理,一般都是获取较为良好的焊接接头和主要因素,在电弧稳定燃烧的时候进行全面系统的总结,并且对电弧稳定性来进行操作,一般在工作中需要具备以下要求:(1)具有合适的外特性;(2)具有适当的空载电压;(3)具有良好的动特性;(4)具有良好的调节特性。选择电焊机时应当根据电焊机的主要用途,电源电压,功率以及焊接材料的特性进行。
2.3 加强焊接阶段的质量控制
焊接单位要加强对焊接作业过程中五大施工要素(人员、材料、机械、方法和环境)的质量管理和控制,从而确保焊接项目的整体质量。具体包括:
(1)加强人员组织管理。焊接单位要不断强化对焊接一线工人、管理人员、技术人员等的组织管理和行为规范,定期的对他们进行相应的职业培训,不断提高焊接人员在作业过程中的质量意识和安全意识,加强他们的专业技术能力、职业道德水平和劳动纪律素质,从而更好确保人员组织的有效性和安全性。
(2)加强材料质量管理。焊接单位要加强对焊接材料在构配件、原材料、半成品以及成品等方面的质量控制和管理。严格的落实材料在入场时的验收检查制度,并对入库材料进行全面、严格、详细的质量检测和记录标识,从而有效的在源头上消除焊接质量隐患。
(3)加强机械质量控制。焊接单位要对焊接仪器、设备、工具等进行定期的科学保养和正确维修,对损坏、落后或存在安全隐患的工具设备要进行及时的更换,以便于使焊接设备能够始终处在良好的运行状态。
(4)加强工艺方法的质量管理。施焊环境因素是制约焊接质量的重要因素之一。施焊环境要求要有适宜的温度、湿度、风速,才能保证焊缝获得良好的外观和内在质量,具有符合要求的机械性能与金相组织。焊接单位要重点加强对焊接方案、设计组织、作业流程以及技术工艺等方面的质量和管理,确保焊接工人能够严格的按照工艺要求和标准进行作业。
(5)加强环境质量控制。焊接人员要对焊接施工现场以及周围的环境进行预先的了解和熟悉,并在焊接过程中注意对污染的控制,提高环境保护意识。
2.4 加强焊后的质量控制
焊接人员在完成焊接项目后,要进行全面、详细的质量检查。包括焊缝的表面质量检验、无损检测、耐压试验等等。要依照国家颁布的行业现行技术指标对焊接工程进行严格的评定,其评定的内容主要包括:有无气孔、裂纹、夹渣、弧坑等缺陷;有无飞溅物和熔渣等;焊缝余高和咬边是否符合标准等。并对管道的材质、编号、规格、焊工代号、焊口位置等情况进行无损检测。对发现问题的要及时的进行返工处理,并在二次检测合格后方可完工。
3 结束语
在压力管道的焊接项目中,其各节点、环节的作业是紧密联系、环环相扣的,因此,焊接单位必须要加强焊接全过程的质量控制,严格焊接作业流程,规范工人作业行为,并大力加强对焊接作业的全程质量监督和控制,从而更好的确保压力管道焊接项目的质量和水平。
参考文献:
关键词:焊接 质量 控制
0 引言
热力管道是输送高温高压水或水蒸汽介质的管道,其管内或管外要承受一定的压力。在安装热力管道施工过程中,焊接是主要的控制内容,同时是形成质量的重要工序,工程竣工验收和机组能否按期达标投产直接受到焊接质量好坏的影响和制约。为此,焊接质量在热力管道中有着严格的要求,一方面焊接接头根部要求安全熔透焊缝,同时管道的耐蚀性和焊缝表面的质量也有相应的焊接标准,另一方面焊缝外观要求平滑、均匀,与母材要过渡圆滑。焊接过程中要严格按照技术要求和焊接工艺施焊,在安装热力系统管道工程中起着重要的作用。所以,控制焊接质量在热力管道工程中是确保安装质量的关键。
1 施工人员的组织
为了确保焊接质量,施工单位需要取得压力管道方面的安装许可证,是自身相应的能力,同时有与安装工作相适应的专业人员。其中,技术人员应经过专业技术培训,取得相应的资格证书;质检人员具备相应的质量管理知识,并取得质量技术监督部门颁发的特种作业人员资格证书;按照《锅炉压力容器压力管道焊接工考试与管理规则》和
《电力焊工技术考核规程》的相关要求,对从事热力管道焊接的焊工进行考核,取得合格证书,方可从事相应的焊接工作;热处理操作人员也应经专业培训考核合格并取得资格证书。
2 焊接设备的选择与管理
2.1 焊接设备的选择 通常情况下,获得优良焊接接头的主要因素就是电弧能够稳定的燃烧。因此,合适的外特性、适当的空载电压、良好的动特性和调节特性等是焊接电源必须要具有的。根据电焊机的主要用途、电源电压、功率以及焊接材料的特性,对电焊电源进行选择。
2.2 焊接设备的管理 通常情况下,氩弧、电弧焊两用的逆变焊机、焊条烘干箱、焊条保温筒和远红外热处理机等共同构成焊接设备。在确定设备的基础上,对其要有妥善的管理和控制,最好有专人维护管理。同时,检查每台设备的性能,在一定程度上确保焊接设备上的电流表、电压表等仪表设备的完好性、准确性、可靠性,另外还要有相应的检验合格标识。
3 焊接材料管理
焊接材料通常情况下是确保热力管道焊接质量的基础和保证。施工单位需要建立和完善材料管理体系,在一定程度上确保材料在规格、材质、型号,以及数量方面符合相应的工程要求。库房内应装设轴流风机保持通风良好,具有保温、除湿的必要条件,温度不低于5℃,湿度不高于60%,并在每天上下午做好库内温湿度记录。根据材料的到货凭证,现场材料员对焊接材料的名称、规格、型号、数量和材质证明等资料进行认真核实,确保资料与实物之间的相互匹配,经检查、验收合格后方可入库、入库后要分类存放,并摆放醒目的标识牌。每批焊材到货后都应由质检员向监理部门报验,监理验收合格(签字)后方可使用。在使用焊条之前,需要对其进行烘焙,并且设专人进行负责,对烘焙的温度和时间进行详细记录,同时填写《焊条烘干与恒温存放记录》。
对于领用的焊条,焊工需要将其放在相应的保温桶内,在一定程度上防止返潮;同一牌号的焊条只能存放同一只桶内,避免错用;对于桶内的焊条来说,其重量不能超过5公斤,存放时间控制在4小时,逾期需要进行重新烘烤,并且重复烘烤的次数控制在两次。
4 组对焊口
加工完成坡口后,坡口表面的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层等都要进行清除,通常情况下,清除范围控制在坡口及两侧母材20mm的区域,同时对凹凸不平的地方进行平整处理。管道焊口组对应在质检员确认坡口形式和清理合格后进行,管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使焊口根部形成良好的关键。因此,组对间隙要均匀,对口间隙最好保持在2mm到3mm之间,定位时应保证坡口内外壁平齐,通常情况下,内壁错口值控制在管道边壁厚度的10%,并且不能大于1mm。组对管件时需要进行牢固地垫置,在焊接过程中,需要采取相应的措施,在一定程度上防止发生变形。
5 焊接过程的质量控制
5.1 焊前技术准备工作 焊接技术人员焊接前,根据施工图纸和现行的规程制度,依据焊接工艺评定,结合施工现场的实际条件,编制热力管道焊接作业指导书。对于承担焊接的焊工,在进行施焊前,需要进行技术交底,交底的内容:焊接方法、材料、工艺参数、焊前预热、层间温度,后热、热处理的温度和时间以及无损检测等。
5.2 热力管道的焊接方法
5.2.1氩弧焊:壁厚小于等于6mm的管子采用氩弧焊接。氩弧焊也就是所谓的氩气保护焊,通过采用氩弧焊可以获得理想的焊接接头,并且焊缝外表美观,工程质量有保证。
5.2.2 氩电联焊:焊接接头的根部焊道采用氩弧焊,层间填充和盖面采用手工电弧焊。所谓电弧焊就是充分利用焊条与工件间产生的电弧热,进而将金属融化实现连结的方法,电弧焊具有很强的适应性,是管道焊接中的主要方法,通常情况下,可以在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接。
5.3 焊接工艺
5.3.1 打底:氩弧焊打底应由下向上施焊。焊前需要预热的焊口,应提前通知热处理人员做好预热焊口的准备工作,达到预热温度后,方可施焊。施焊时应将焊口周围用帆布挡好,以防刮风影响焊缝质量。点焊起点和收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜坡,以利于焊缝有良好的熔合与过渡。整个根层焊缝必须均匀焊透,不得焊穿,使根部形成焊肉下榻、顶部内陷等缺陷。并对打底焊缝的质量进行及时的检查,同时进行次层焊缝的焊接,进而避免产生裂纹。外径大于194mm的在管道对接接头宜采用双人对称焊。
5.3.2 层间填充:底部焊完后,检查无缺陷应马上进行次层焊接。大径厚壁管的焊接应采取多层多道焊,单层焊道厚度不得大于焊条直径,单焊道的宽度不能超过焊条直径的4倍。施焊中,要特别注意接头和收弧的质量,收弧时要将熔池填满,接头要错开。应逐层检查焊缝质量,发现缺陷必须马上处理。
5.3.3 盖面:为使焊缝外表美观,一般选用直径φ3.2的焊条操作,该层焊缝表面应完整均匀,与管道圆滑过渡,焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm,加强高度为1~3mm,焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、飞溅物等,不得有大于0.5mm深度,总长度大于该焊缝总长10%的咬边。
5.3.4 高合金钢等重要管道的焊接:应设专人旁站监督记录,对每道焊口的材质、规格、对口间隙,焊接过程中的电流、电压、每层焊道的焊接时间、焊接速度,施焊厚度和层间温度都要认真做好记录,环境温度、焊前预热及焊后热处理要进行全程详细的跟踪记录。监督操作人员严格按照工艺措施施焊。
6 焊后检查与检验
每项热力管道焊接完毕后,质检人员应对所有焊缝进行外观检查,并如实记录结果。检查完通知检验人员按比例对焊缝进行无损检测,每位焊工所焊焊缝都应按规定的比例进行抽检。当无损检测发现不合格焊缝时,焊接技术人员要根据返修单上的缺陷位置标出焊缝实际的缺陷位置,向焊工说明缺陷的类型并马上组织返修,合格后做好返修记录。若返修不合格,应由焊接负责人会同有关人员认真分析缺陷形成的原因,制定合理有效的工艺措施,派焊接经验丰富的焊工返修,以确保焊缝焊接质量,避免发生再次返修。因为焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。
7 焊接环境
焊接质量受到工作场地的环境因素的影响和制约。为了保证焊缝获得良好的外观和内在质量,对于施焊环境要求有适宜的温度、湿度与风速,进而确保焊接符合要求的机械性能与金相组织。因此,施焊场所必须具备良好挡风、防潮及保温措施,达不到要求时,不得进行焊接作业。
8 完工后的控制
焊接工作完成后,质检人员要组织相关人员对此项工程进行联合检查,记录好相应的外观检测结果。检查好焊缝外观内容,检验完焊缝内部质量,全面保护焊缝。由工程技术人员绘制热力管道立体施工走向图,并在立体图中标出焊缝、焊口的具置和施焊人员的钢印代号,以作为施工资料移交保存。
9 结束语
焊前要做好全面准备,以达到精工细琢的效果。严格执行相关的技术标准与规范,认真控制施工过程中焊接工艺和焊接工序的质量,从而全面保证电厂热力系统管道的正常运行。
参考文献:
[1]代勇.无缝线路的焊接技术[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013(04).
关键词:下向焊接;天然气管道;应用
下向焊接工艺容易掌握,与上向焊接工艺相比操作难度较小,它适合长输野外管道的大规模应用,未来将会有广阔的发展前景.城市天然气管道特点主要是作业点多、操作线路长、操作点移动频繁、焊接设备性能要求高、焊接质量高,下向焊的优点突出,适合城市的天然气管道建设。它的焊缝缺陷少,焊缝成形美观,而且焊缝宽度小于上向焊接,焊接应力大,质量有保障。下面将综述焊接工艺的相关内容,并具体讨论下向焊接工艺在天然气管道中的应用、注意问题和工艺施工要求,完善下向施工工艺。
1 下向焊接工艺的特点、质量控制要点和缺陷的防治
1.1 下向焊接工艺的优点
与上向焊接工艺和立焊以及管道全位置焊接相比,下向焊接工艺是自上而下焊接的一种焊接工艺,焊接设备采用手工电弧焊,焊接的主要优点:
1.1.1 工艺参数采用小缝隙、大钝边,焊接缝隙比上向焊接工艺小,焊接质量高,焊接应力大,焊接速度高,生产效率高,可以获取相对更高的经济效益和社会效益。
1.1.2 该工艺采用向下焊接专用焊条,它由独特药皮配方制成,优点是电弧吹力大,燃烧稳定,焊接时飞溅小,焊条融化速度快,熔敷效率高,能够保护电弧和熔池。
1.1.3 焊接填充时,用相同长度的焊条焊接时,上向焊接的焊缝熔敷率地,焊接长度短于下向焊接,而且下向焊接的焊接速度高于上向焊接。
1.1.4 下向焊接的操作难度较小,焊道厚度一般为2毫米,焊缝缺陷小,能够保证施工质量。
1.1.5 下向焊的焊条一般选择纤维素焊条,纤维素焊条焊接后产生的渣少,连续焊可制成良好的单面焊双面成形焊缝。
1.1.6 下向焊的抗风能力强,更适合野外长输管道施工。
1.1.7 下向焊焊接电流小于上向焊,焊接焊接速度快,焊接质量好。
1.2 下向焊接工艺的类型
下向焊经过长期的发展,主要形成了复合型下向焊、混合型手工下向焊两种典型工艺类型,下面将展开介绍这两种下向焊接以及各自的控制要点。
1.2.1 复合型下向焊
复合型下向焊是指对根层、热焊层、填充曾和盖面层分别采用不同焊接方式的焊接工艺,对于根层和热焊层,主要采用下向焊,对于填充曾和盖面层,主要是采用上向焊,该类型主要应用于壁度较厚的管道,前面已经讲过,下向焊接技术主要运用于壁厚较大管道,如果焊接层数太多,下向焊的焊接速度快,所以综合两者采用复合型焊接方式来互相取长补短,以最大限度发挥它们各自的优势。
1.2.2 混合型下向焊接
焊接焊条主要选用纤维素焊条,低氢型焊条与纤维素焊条相比,前者所形成的焊条的含氢与含氧量均低,相同条件下,它的焊接韧性好,但是速度慢。混合型下向焊接综合了两者的优点,又弥补了两者的不足,应用前景广阔。
2 下向焊接工艺在天然气管道应用中的注意问题
下向焊接工艺适用于低合金高强度钢类管道,该工艺在长输野外管道建设中已占据突出地位,在城市的天然气管道中的应用比例相当大,在此,详细分析该工艺在天然气管道建设中应该注意的问题,在以后的发展过程中要尽力避免,促使该工艺更加完善,使得城市天然气管道建设更加安全可靠,以期获得良好评价和可观效益。
2.1 选择合理焊条和焊机
纤维素型工艺焊条在多次工艺性实验中性能显著,纤维素型焊条中含有大量的有机物造气剂,在焊接是过程中会分解出大量的一氧化碳和二氧化碳,有效保护了电弧和熔池,少量熔渣会残留覆盖在熔池表面,保护焊缝金属。而且电弧吹力大,熔渣少,有简答熔透能力,被广泛应用于环境较差的野外作业。焊机一般选用IGBT逆变式ZX7系列直流逆变下向焊接专用焊机,它有一系列的独特功能:热起弧、焊条防沾、电弧推力调节等,能够有效协助完成环境较差的野外施工作业。
2.2 依据合理的焊接顺序操作
管道下向焊接宜采用流水作业,焊接小直径与大直径的工作人员的数量与格子分工是有差别的。焊接小直径时,一般安排两名焊接工,自上而下开焊;较大直径时,一名焊工自顶部开焊,另一名在指定位置处开焊,当直径大于700时,安排三名焊工同时开焊,节省根部焊接时间,保持焊接层间温度。
2.3 严格参照焊接操作顺序和工艺参数
在焊接前应先进行焊接工艺评定,通过测试和试验确定焊接工艺参数,这是非常重要的一步。得出纤维素型焊条和低氢型焊条的焊接参数,并严格执行。根焊、填充焊、盖面焊各自的层内焊道数、焊条直径、焊接电流、焊层厚度、焊接速度等要经过试验和测试准确得出来,只有落实好了这些详细细节才能保证焊接质量。
2.4 焊前预热
对焊接区域进行预热是保证整个施工过程安全的非常重要的一步,焊接区域经过预热后,打底焊不会粘条,焊接电流稳定,焊接坡口融合较好。根据所选材料和评定工艺来确定是否需要预热,并在预热过程中对温度进行测量控制。
3 结束语
下向焊接工艺适合长输野外管道施工,有广阔发展前景。该工艺容易掌握,适宜在天然气长输管道中应用,并且我国推行了许多鼓励使用天然气的政策,有利于推动提升下向焊接技术在天然气应用领域的运用水平,从而获得最可观的经济效益和社会效益。同时,要坚持改进下向焊接工艺在天然气应用中的缺陷,做好野外恶劣环境的防风措施,对工作人员做好上岗前的技术培训,以保障焊接的主观力量到位。避免缺陷,抓住质量控制的要点,保证施工工程的质量。
参考文献
[1]李.管道下向焊接技术以及焊机特点[J].化工施工技术,2002(4).
[2]张大刚.下向焊接技术在城市燃气管网施工中的应用[C].第十一次全国焊接会议论文集,2005.
关键词:管道建设 焊接 冬季 处理
对于冬季管道施工,焊接过程中不仅要克服天气寒冷等人为因素,还要面对焊接参数的调整和变化,更需要加以认真准备。管道作为油气田行业中一个单独的运输系统,是需要长期稳定连续运行的。因为管道长年深埋于地下,在它的运行状态中不易发现潜在的危险,并且由于管道里流动大量的油、气,对地面建筑和其它设施所带来的威胁是相当巨大的,尤其是煤气、LPG、天然气等易燃气体管道,其威胁程度更大。
一、冬季管道建设特点对焊接设备应用的影响
管道建设的特点主要表现在施工现场不在固定的区域,施工环境复杂且多变,全位置焊接操作,施工固定条件不稳定,和应用的焊接工艺种类多等几个方面这些特点影响着焊接施工用焊接设备的选型。管道建设属于典型的野外施工作业,其作业点沿着管道的走向不断迁移,焊接工作的难度可想而知,而采用流水作业或单兵作业的方式,更为这种模式的推进带来了困难。因此,焊接设备也需要随着作业地点的改变而来断移动,这就对焊接设备的质量、体积、抗震等方面有所要求。
1.冬季施工最大的特点是温度比较低,在焊接作业时就一定必须重视温度,在焊接前需要测定焊接位置的温度,在低于工艺要求的温度的情况下,焊接前必须进行母材的预热。冬季焊接时应注意焊接后的保温问题雨雪天气应注意保持材料干燥,同时冬季焊接施工时应采取防风棚保护、提前预热管口、提高焊接前的管口预热温度、层间二次预热、缩短焊接工序间隔时间等措施。温度高于零下5度,做一些常规的烘干及保温就可以,如果温度过低或者焊接层过厚,就要加强对焊接处的预热和保温。
2.在不同地形地貌、不同气候条件,不同管径、不同壁厚和不同旗工技术能力等条件下,对管道施工要采取的焊接工艺选择是不一样的。目前管道建设过程中采用的焊接工艺主要有纤维素型焊条下向电弧焊(SMAW),低氢焊条一向电弧焊(SMAW),自保护药芯焊丝半自动电弧焊,高性能焊机的CO2气体保护半自动焊或自动焊。现场应用的焊接设备应能够适应上述一种或多种焊接工艺。
3.所要焊接的钢管是水平固定的,管道焊接施工都是全位置的焊接操作。这对焊接设备、焊接材料和焊工操作水平都提出了较高的要求,需要焊接人员以更高的水平和更精细的焊接耐心。
4.为提高管道建设速度,需要尽量缩短管口组对和根部焊接的时间,即在前一道焊口完成根部焊接进行热焊的同时,进行下一道焊口的管口组对,这样做可以提高效率,但是管子不能稳定地固定,会产生一定的附加应力。因此,选择根焊焊接设备和焊接工艺的原则就是尽量快速地实现单面焊双面成型,从而保证根焊层的厚度。
二、焊接工艺的确定
1.打底焊工艺
使用纤维素焊条手工焊纤维素下向焊焊条的药皮中含有质量分数ω为30~50%的有机物、纤维素,具有极强的造气功能,焊接时在电弧热的作用下可以分解出大量的CO和CO2气体,在保护电弧和熔池金属的同时,显著增加了电弧吹力,保证了熔滴在全位置焊接时向熔池的稳定过渡,还可阻止铁水和液态熔渣的下淌,同时还有较大的熔透能力和优异的填充间隙性能,对管子的对口间隙要求不很严格,焊缝背面成形好,气孔敏感性小,容易获得高质量的焊缝,因此特别适合打底焊。
2.填充、盖面焊工艺
使用铁粉低氢型焊条手工焊使用铁粉低氢型向下焊条进行填充、盖面焊无论在国内和国外都有许多成功的范例,其灵活简便、适应性强的优点在我国劳动力资源相对丰富的条件下,更得到了充分的发挥。特别是近年来焊条工艺性能的改进,其熔敷效率、力学性能指标等均能满足当今管道建设的需要,在焊接自动化率要求不高的场合是十分适用的。
三、管道建设对焊接设备的要求
长输管道建设大多地处偏远地区,社会依托条件较差。特别是冬季气候难度增大,要求焊接设备具备下列特点:
1.工艺适应性好
针对长输管道建设常用的几种焊接工艺,焊接设备应具有良好的工艺适应性。对于纤维素型焊条焊接,还应保证小电流全位置焊接操作时飞溅小、引弧容易,有足够大的电弧推力利于单面焊双面成型。对于自保护药芯焊丝半自动焊,应保证送丝平稳,飞溅小。对于CO2或富氩气保护自动焊,焊接电源应具有热起弧和电流衰减功能,应能保证每台焊接电源的外特性曲线一致,整套设备操作方便,焊接规范易于修改。
2.环境适应能力强,可靠性高
我国管道施工的大部分地区多为戈壁和荒漠,冬季严寒,风沙大,昼夜温差大;西北部地区多为高原和丘陵,气温、气压总体偏低、空气密度小;中部地区主要为山脉、黄土和山间平原,山势陡峭,河谷弯曲,地形起伏大;东、南部地区则是高温、多雨、湖湿的气候条件。因此,焊接设备应具备良好的在不同恶劣环境条件下的适应性,抗严寒,耐高温,抗颠簸,防湖、耐风沙,耐高原缺氧等。管道现场焊接施工更愿意选择功能简单,可靠性高的专机类设备组合成为一套的施工设备的机具。
3.控制面板简单易懂,调节方便
由于施工作业面宽,焊接点分散,技术人员不可能对每一台焊接设备进行调节,为此,焊接设备的控制面板应操作简单、易于让人理解,方便调节,同时在紧急情况下要有能够迅速关闭的功能。
四、管道合拢时的施工要点
[关键词]焊接技术 热力管道 安装
中图分类号:F52 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0240-01
引言
随着我们国家的科学技术在不断的发展,焊接技术水平也在不断提高。我们国家的热力管道是输送高温高压水或水蒸汽介质的管道,其管内或管外要承受一定的压力。所以在安装热力管道施工过程中,焊接是主要的控制内容,同时是形成质量的重要工序。所以,在焊接技术在热力管道的安装当中有着严格的要求,一方面焊接接头根部要求安全熔透焊缝,同时管道的耐蚀性和焊缝表面的质量也有相应的焊接标准,另一方面焊缝外观要求平滑、均匀,与母材要过渡圆滑。焊接过程中要严格按照技术要求和焊接工艺施焊,在安装热力系统管道工程中起着重要的作用。所以,我们一定要加强焊接技术的水平与质量,使热力管道的安装工程能够顺利的进行。
1 施工人员的组织
为了确保焊接质量,施工单位需要取得压力管道方面的安装许可证,是自身相应的能力,同时有与安装工作相适应的专业人员。其中,技术人员应经过专业技术培训,取得相应的资格证书;质检人员具备相应的质量管理知识,并取得质量技术监督部门颁发的特种作业人员资格证书;按照《锅炉压力容器压力管道焊接工考试与管理规则》和
《电力焊工技术考核规程》的相关要求,对从事热力管道焊接的焊工进行考核,取得合格证书,方可从事相应的焊接工作;热处理操作人员也应经专业培训考核合格并取得资格证书。
2 焊接设备的选择与管理
2.1 焊接设备的选择
通常情况下,获得优良焊接接头的主要因素就是电弧能够稳定的燃烧。因此,合适的外特性、适当的空载电压、良好的动特性和调节特性等是焊接电源必须要具有的。根据电焊机的主要用途、电源电压、功率以及焊接材料的特性,对电焊电源进行选择。
2.2 焊接设备的管理
通常情况下,氩弧、电弧焊两用的逆变焊机、焊条烘干箱、焊条保温筒和远红外热处理机等共同构成焊接设备。在确定设备的基础上,对其要有妥善的管理和控制,最好有专人维护管理。同时,检查每台设备的性能,在一定程度上确保焊接设备上的电流表、电压表等仪表设备的完好性、准确性、可靠性,另外还要有相应的检验合格标识。
3 焊接材料管理
焊接材料通常情况下是确保热力管道焊接质量的基础和保证。施工单位需要建立和完善材料管理体系,在一定程度上确保材料在规格、材质、型号,以及数量方面符合相应的工程要求。库房内应装设轴流风机保持通风良好,具有保温、除湿的必要条件,温度不低于5℃,湿度不高于60%,并在每天上下午做好库内温湿度记录。根据材料的到货凭证,现场材料员对焊接材料的名称、规格、型号、数量和材质证明等资料进行认真核实,确保资料与实物之间的相互匹配,经检查、验收合格后方可入库、入库后要分类存放,并摆放醒目的标识牌。每批焊材到货后都应由质检员向监理部门报验,监理验收合格(签字)后方可使用。在使用焊条之前,需要对其进行烘焙,并且设专人进行负责,对烘焙的温度和时间进行详细记录,同时填写《焊条烘干与恒温存放记录》。
对于领用的焊条,焊工需要将其放在相应的保温桶内,在一定程度上防止返潮;同一牌号的焊条只能存放同一只桶内,避免错用;对于桶内的焊条来说,其重量不能超过5公斤,存放时间控制在4小时,逾期需要进行重新烘烤,并且重复烘烤的次数控制在两次。
4 组对焊口
加工完成坡口后,坡口表面的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层等都要进行清除,通常情况下,清除范围控制在坡口及两侧母材20mm的区域,同时对凹凸不平的地方进行平整处理。管道焊口组对应在质检员确认坡口形式和清理合格后进行,管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使焊口根部形成良好的关键。因此,组对间隙要均匀,对口间隙最好保持在2mm到3mm之间,定位时应保证坡口内外壁平齐,通常情况下,内壁错口值控制在管道边壁厚度的10%,并且不能大于1mm。组对管件时需要进行牢固地垫置,在焊接过程中,需要采取相应的措施,在一定程度上防止发生变形。
5 焊接过程的质量控制
5.1 焊前技术准备工作
焊接技术人员焊接前,根据施工图纸和现行的规程制度,依据焊接工艺评定,结合施工现场的实际条件,编制热力管道焊接作业指导书。对于承担焊接的焊工,在进行施焊前,需要进行技术交底,交底的内容:焊接方法、材料、工艺参数、焊前预热、层间温度,后热、热处理的温度和时间以及无损检测等。
5.2 热力管道的焊接方法
5.2.1 氩弧焊:壁厚小于等于6mm的管子采用氩弧焊接。氩弧焊也就是所谓的氩气保护焊,通过采用氩弧焊可以获得理想的焊接接头,并且焊缝外表美观,工程质量有保证。
5.2.2 氩电联焊:焊接接头的根部焊道采用氩弧焊,层间填充和盖面采用手工电弧焊。所谓电弧焊就是充分利用焊条与工件间产生的电弧热,进而将金属融化实现连结的方法,电弧焊具有很强的适应性,是管道焊接中的主要方法,通常情况下,可以在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接。
5.3 焊接工艺
5.3.1 打底:氩弧焊打底应由下向上施焊。焊前需要预热的焊口,应提前通知热处理人员做好预热焊口的准备工作,达到预热温度后,方可施焊。施焊时应将焊口周围用帆布挡好,以防刮风影响焊缝质量。点焊起点和收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜坡,以利于焊缝有良好的熔合与过渡。整个根层焊缝必须均匀焊透,不得焊穿,使根部形成焊肉下榻、顶部内陷等缺陷。并对打底焊缝的质量进行及时的检查,同时进行次层焊缝的焊接,进而避免产生裂纹。外径大于194mm的在管道对接接头宜采用双人对称焊。 5.3.2 层间填充:底部焊完后,检查无缺陷应马上进行次层焊接。大径厚壁管的焊接应采取多层多道焊,单层焊道厚度不得大于焊条直径,单焊道的宽度不能超过焊条直径的4倍。施焊中,要特别注意接头和收弧的质量,收弧时要将熔池填满,接头要错开。应逐层检查焊缝质量,发现缺陷必须马上处理。
5.3.3 盖面:为使焊缝外表美观,一般选用直径φ3.2的焊条操作,该层焊缝表面应完整均匀,与管道圆滑过渡,焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm,加强高度为1~3mm,焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、飞溅物等,不得有大于0.5mm深度,总长度大于该焊缝总长10%的咬边。
6 焊后检查与检验
每项热力管道焊接完毕后,质检人员应对所有焊缝进行外观检查,并如实记录结果。检查完通知检验人员按比例对焊缝进行无损检测,每位焊工所焊焊缝都应按规定的比例进行抽检。当无损检测发现不合格焊缝时,焊接技术人员要根据返修单上的缺陷位置标出焊缝实际的缺陷位置,向焊工说明缺陷的类型并马上组织返修,合格后做好返修记录。若返修不合格,应由焊接负责人会同有关人员认真分析缺陷形成的原因,制定合理有效的工艺措施,派焊接经验丰富的焊工返修,以确保焊缝焊接质量,避免发生再次返修。因为焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。
7 焊接环境
焊接质量受到工作场地的环境因素的影响和制约。为了保证焊缝获得良好的外观和内在质量,对于施焊环境要求有适宜的温度、湿度与风速,进而确保焊接符合要求的机械性能与金相组织。因此,施焊场所必须具备良好挡风、防潮及保温措施,达不到要求时,不得进行焊接作业。
8 完工后的控制
焊接工作完成后,质检人员要组织相关人员对此项工程进行联合检查,记录好相应的外观检测结果。检查好焊缝外观内容,检验完焊缝内部质量,全面保护焊缝。由工程技术人员绘制热力管道立体施工走向图,并在立体图中标出焊缝、焊口的具置和施焊人员的钢印代号,以作为施工资料移交保存。
关键词:西气东输;二线管道工程;石油长输管道;焊接工艺
中图分类号:TE973文献标识码: A
前言:焊接施工是中长距离输气管道的主要工作,焊接质量将直接关系到施工的速度和使用质量、长距离管道环焊缝焊接缺陷必须采取适当的措施来检测和修复,确保管道的质量。长输管线常用焊接方法有焊条电弧焊、自保护药芯焊丝半自动焊、熔化极气体保护焊(半自动焊和全自动焊)等3 种方式。因地势比较平坦全自动焊施工就是“西气东输”二线工程在西段地区采用较多的方法。焊条电弧焊和半自动焊方法施工则在地形复杂的地区(如水网、丘陵、山地等)较多的采用。焊接方法的不同也会产生不同的缺陷,常见的缺陷有未焊透、夹渣、未熔合以及气孔等。侧壁以及层间未熔合是长输管道焊接中出现的未熔合缺陷主要的两种情况;用于根焊的焊接方法主要是焊条电弧焊以及半自动焊,此种焊接方法容易导致未焊透的缺陷;气孔是长输管线焊接施工中常见的焊接缺陷之一,其产生的原因是:焊材以及工件受潮、过长的电弧、工件待焊部位存在污渍、保护气体的流量不满足等。这些焊接缺陷应采用有效的的检测方法进行探伤及时检测出焊接过程中的缺陷,防止环焊缝失效,甚至使长输管道失去运输功能需求。
正文 :
首先介绍石油长输管道接口焊缝新技术在西气东输二线工程中的应用。西气东输二线东段工程干线全长2472公里,投资约930亿元,于2011已经年实现了全线投产。在此次西气东输二线工程东段中,焊接是工程的一个重要环节。此工程全部使用的X80管线钢为管道铺设的主要材料.该工程是目前世界上X80管线钢用量最大、铺设长度最长的跨时代的管线工程,每一项技术指标均己达到国际先进水平。在二线工程东段中石油管道的铺设长度为1000多公里,远远超出了国外其他行业的铺设长度。工程中铺设的是X18.4毫米规格的石油管道管。
作为世界上的管道工程建设行业中一个成熟的技术,大量的X80管线钢是国际天然气工业应用的主要类型的钢。中国的不断发展和探索X80管线钢,国内研究的管道项目始于2000年,已经完成了2003个不同规格的级X80钢线圈、钢板、焊管制造和生产,并取得了一个突破的关键技术如管焊接进度。基于这些基本工作已经完成,我国东部的西气东输二线干线项目槽都主要采用X80管线钢作为铺路材料。采用X80管线钢作为管线铺设材料在保质保量的同时可以大量节约管道建设成本,从而必将成为天然气管道发展的主要趋势。通过X80管线钢为代表的高钢级管材的开发和应用,可以大量减少钢管的壁厚和钥管的重量,从而减少现场施工焊接时间和建设的成本。
在西气东输二线工程东段的坡口工程中,X80管线钢的焊接需要遵循一定的技术操作规范,其主要操作规范如下
1.开始之前焊接设备、检测设备、指示仪表、开关位置和电源极性。正式焊接前应进行测试板调试焊接工艺参数。不应该外槽管以外的管表面上起弧。
2.在接近地面缝焊处,应用将地线接触焊缝处夹具好使之不滑,避免产生电弧 ,使母材受伤。
3.为了防止焊接飞溅烧伤管道涂层,应该采取足够的宽度和足够的热量燃烧的抵抗能力覆盖物(如橡胶皮),两侧为保护涂层熔池。
4.两个焊工在每层焊道两边的管嘴处分别进行焊接。
5.每一层热焊接坡口焊后不应中断,尽快完成,层间温度应该是100 – 2000度,填充焊接,由于槽宽的增加, 焊丝要作适当的摆动,为了避免熔池已满,孔隙度和渣等缺陷、焊接速度要维持适在适当的位置。
6.焊接时、焊接棒或焊线不应太大波动,对较宽焊道宜采用多渠道的焊接方法。焊接发现偏吹、表面气孔或其他异常现象时,应立即停止焊接。
接着介绍石油管道的焊接技术特
1、石油管道的焊接技术难点
X80作为一种较高级别的钢材,焊接技术是制约石油管道建设质量和效率的关键环节。第一,X80钢管如此大规模的应用不仅在我国尚属首次,在全球也是最大规模的应用,因此,有一些技术经验存在空白,需要在焊接施工的实践中积累经验。由于钢的所需数量较大,钢是由几个在国内还是国外的厂家共同完成,对于冷裂敏感性分析的石油管道和不同供应商的石油管线钢管焊接性的评价成为关键因素,影响工程建设的质量。其次石油管道的焊接难点体现在焊接工艺的选择和评定上,我国当前的管道焊接施工基本上采用流水作业的方式,这种作业方式是在前一焊口完成根焊后对下一道焊口的根部焊接,而另外的填充层和盖面层由不同的焊工完成。因此,根焊焊接速度的关键成为施工效率是关键环节。混凝土施工的过程中,不仅难度高、焊接工艺评定和工作量是相当大的。由于复杂的表面形貌和设置框,为了适应不同的地形、地貌和气候环境,管道焊接施工过程中需要使用各种方式,包括焊接材料多样性。最后就是低温和复杂地形对于石油管道的焊接影响。由于西气东输管线的焊接施工工期要求比较紧,需要在冬季进行焊接施工,这就涉及到了要在低温环境条件下保证焊接质量的问题。
2、石油管道的焊接技术工艺特点
第一点,石油管道采用低氢型焊接材料和复合型坡口形式进行根部焊接。石油管道具有强度高、韧性好的特点,其低碳含量、高清洁度具有良好的可焊性。但由于西气东输管道较长,需要高强度等级的管道, 使得管道钢材在焊接施工过程中要受到装配应力和焊接材料扩散氢含量等因素的影响。因此,在对管道刚才进行根部焊接时,要采用低氢型焊接材料(包括低氢型焊条实心焊丝金属粉芯焊等)进行焊接,以避免根焊过程中产生冷裂纹。
第二点,石油管道多样的焊接工艺。为了满足西气东输管道沿不同的地理和气候条件的铺设,西二线焊接应采用不同的焊接工艺。在铺设施工中,选择气体焊接,焊接熔这个焊接技术可以完全确保管线适应各种各样条件,这是西气东输二线干线焊接施工提供了强有力的技术支持。X80变形钢管是具有足够强度和变形能力还可以采用补强覆盖焊接法,通过增加盖面焊缝的宽度和余高来改变软化带的形状和方向,在焊接过程中通过补强来保证了焊接接头拉伸试样全部断裂在母材位置。
第三点,低温环境焊接技术。由于工期紧张,因此西气东输还需要在冬季施工,当焊接温度低,X80钢管环焊缝焊接焊缝冷却速度增加,出现淬火组织和硬度增加,冷裂纹敏感性增加。,因此,应该在低温焊接中,应在防风棚内进行焊接操作,这在一定程度上可以保证焊接温度。钢管支撑禁止强力组对以保证其稳定可靠。必要时通过中频感应加热预热措施来保证预热温度和层间温度,以提高强度的焊接。
结语 :
通过工作实践,测试钢铁行业在中国和全面建设的能力级别,而且对石油长输管道焊接技术的发展提供了一个机会。在西气东输二线干线管道施工,通过设定高标准的焊接操作规范,使用各种焊接技术和在坏的环境中的焊接技术,确保焊接质量,使管子和管道焊接技术发展到一个新的阶段。
参考文献:
【关键词】燃气管道;焊接技术
0.引言
燃气管道作为一种为城镇工业、居民输送燃料的特种设备,在改善人民的生活质量及社会主义现代化建设方面起到非常重要的作用。焊接是燃气管道安装的主要工序,焊接质量的好坏直接关系到燃气管道是否能够安全运行。因此确保燃气管道的焊接质量就显得尤为重要。
燃气管网采用的管材一般为10、20低碳钢,可焊性好,通常在管道施工中采用的焊接方法为手工电弧焊,对焊工的操作技术要求高,其焊接质量在一定程度上决定于焊工的操作技术水平。在施工检验过程中发现手弧焊焊缝的质量合格率,特别是X射线探伤的一次合格率偏低,即使是技术水平较高焊工一次合格率也仅为80%左右,且Ⅰ、Ⅱ级片的比例极少。造成焊缝探伤不合格的重要因素是焊缝的内部存在超标缺陷,而且主要产生在焊缝的打底焊道部分。超标缺陷多为夹杂、气孔及未熔合,其中最常见的缺陷为夹杂。经分析,造成超标缺陷的原因是多方面的,但主要原因是:由于手弧焊采用的焊接材料为电焊条,焊接过程中对熔池进行气渣联合保护,打底焊时,为了确保获得良好的背面成型效果,一般采用灭弧焊。灭弧焊单位时间内输入的焊接线能量较连弧焊要少,冷却速度快,熔池冷却时部分熔渣来不及溢出造成夹杂;此外,因管件焊缝较弯曲,各部位焊缝焊接手法不一,易引起打底焊道表面高低差较大,形成焊渣死角造成清渣困难,当焊第二道焊缝时造成层间夹渣或夹渣性未熔合。
由此得知,如何确保燃气管道焊缝的焊接质量,提高焊缝的X射线探伤依次合格率,关键在与如何确保打底层焊道的焊接质量。因此,有必要采用新的焊接工艺。
1.氩弧焊打底技术的应用
为了提高燃气管网的施工质量,我们采用了一种新的氩电联焊焊接工艺――氩弧焊打底,手弧焊盖面。既打底焊道采用氩弧焊工艺,其他焊道采用手弧焊进行盖面。该工艺在某市多项燃气管道工程的实践应用中取得较好的效果。下面对此工艺进行介绍。
1.1氩弧焊概述
氩弧焊是气体保护焊的一种,分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊。我们工艺中所讲的氩弧焊是指钨极氩弧焊(又称TIG焊),属于非熔化极氩弧焊,它是利用难熔金属钨和钨的合金棒作为电极,通过使钨极与工作之间产生电弧,并利用氩气严密的保护钨极、焊丝和熔池进行焊接的一种方法。TIG焊具有以下优点:
(1)电弧为明弧,在焊接过程中便于控制调整,可进行全位置焊接。
(2)打底焊时可采用连弧焊,焊接速度快,质量高,熔渣几乎没有。
(3)电极不熔化,易维持恒定的电弧长度,焊接过程稳定。
(4)氩气是最稳定的惰性气体之一,比空气重,焊接时在电弧周围形成一圈稳定的气体保护层,不会出现气孔和合金元素烧损,焊缝质量高。
1.2焊接技术
1.2.1接头准备
焊接接头准备的质量(包括接头形式的选择)对焊接质量的影响极大。根据管道壁厚及形状特点,为了保证管道对接时的焊接质量,采用V型坡口对接形式。
1.2.2焊接清理
TIG焊对于工件和填充金属表面的污染比较敏感,焊前必须除去表面的油污、氧化膜等。施工中常用的清理方法为机械清理,即用砂轮、纱布打磨或刮刀刮削,将坡口区域和焊丝金属表面的氧化膜、锈蚀污染以及生产中造成的氧化皮去除。机械清理要在临焊之前进行。
1.2.3电源种类与极性
对于氩弧焊打底,为了减少钨极的烧损,选用直流正接法;对于手焊弧,为了提高焊接速度,采用直流反接法。
1.2.4焊接工艺参数
根据管道的壁厚范围,管道的对接焊采用单道三层焊。氩弧焊打底焊丝选用?准2.0mm的JM-56镀铜焊丝,保护气体为纯度99.9%以上的氩气,电极采用?准2.4mm的铈钨极。填充及盖面层采用手弧焊,焊条选用?准2.5mm、?准3.2mm的E4303的E4303钛钙型低碳钢焊条。各层的焊接方法、焊材种类及相关工艺参数。
1.2.5焊接操作
氩弧焊打底操作的关键点如下:
(1)要注意保持适宜的电弧长度。因为氩弧的挺度稍差,弧长控制不好会降低保护效果影响接头质量。
(2)要根据焊接的位置掌握好焊枪角度。
(3)要处理好填丝角度和填充位置。同时要注意焊接过程中填丝的端头不要退出气体保护区,以免高温焊丝被空气氧化。填丝时不要触及钨丝,以免污染电极。填丝要均匀稳定地送入熔池,不可乱动,以免破坏保护气流。
(4)要注意掌握引弧、收弧操作。
(5)野外施工中要注意做好防风措施,保证氩气保护气流不被破坏。
2.结语
实践证明,燃气管道施工中采用氩弧焊打底技术,较手弧焊打底显示出极大的优越性:焊接质量稳定可靠,焊接速度快,减轻劳动强度,提高劳动效率,效果显著,特别是大大提高了一次焊接合格率。例如某市与市管道工程施工中全部采用了氩弧焊打底、手弧焊盖面焊接工艺。在近3个月的施工中,共完成56Km5432道219管道焊口的焊接安装工作,按比例进行X射线抽拍焊缝646道,总片数2587张,X射线探伤Ⅲ级片以上一次合格率达99.9%,Ⅱ级片以上一次合格率达95.1%,保证了燃气管道接口的焊接质量。
因为氩弧焊的焊接材料比手弧焊的焊接材料成本要高,表面上看采用氩弧焊打底会造成工程成本的提高,但实际上并不是这样,以某管道工程为例,经核算:采用氩弧焊打底、手弧焊盖面工艺比采用手弧焊工艺焊接材料成本增加约3万元,但因为氩弧焊打底的焊接质量较高,焊接质量可靠,较大的提高施工效率,焊缝检验一次合格率高,减少了焊缝返修及拍片次数,按工期缩短所节省的人工费及因焊接质量提高所节省的返修及拍片费计,共计节省费用为15万元。管道工程采用了氩弧焊打底工艺后,工程总成本比手弧焊降低了12万元。所以氩弧焊打底应用于燃气管道施工上,不但提高了施工焊接质量,而且还会带来较大的经济效益。氩弧焊打底留在管道中的焊渣量几乎没有,有效防止焊接过程中污染管道内部,保证以后管道输气的洁净度。故氩弧焊打底、手弧焊盖面在燃气管道施工中不失为一种先进、实用的焊接工艺。
综上所述,在城镇燃气管道施工中,对于重要的管线,如:中压支、干管,过路管线等,可采用氩弧焊打底、手弧焊盖面焊接工艺;而对于庭院管道及户内立管等压力较低管线,考虑到施工的简便,可采用手弧焊焊接工艺。